JP7698632B2 - Silica, coating material and method for producing silica - Google Patents
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Description
本発明は、シリカ、塗料およびシリカの製造方法に関するものである。 The present invention relates to silica, paint and a method for producing silica.
クロロシランの火炎熱分解によって製造されるシリカは、比表面積が50m2/g~500m2/g程度の微細なシリカであり、一般にはフュームドシリカと呼ばれている。このヒュームドシリカは主に透明樹脂の充填・補強材や増粘剤、また、粉末の流動化剤として用いられており、分散性に優れる。このため、ヒュームドシリカは、特にシリコーンゴムの充填剤や、ポリエステル樹脂の増粘剤、トナー用流動化剤などとして良く利用されている。 Silica produced by flame pyrolysis of chlorosilane is a fine silica with a specific surface area of about 50 m 2 /g to 500 m 2 /g, and is generally called fumed silica. This fumed silica is mainly used as a filler/reinforcement material or thickener for transparent resins, and as a powder fluidizing agent, and has excellent dispersibility. For this reason, fumed silica is often used as a filler for silicone rubber, a thickener for polyester resins, a toner fluidizing agent, etc.
しかしながらヒュームドシリカを塗料の艶消し剤として適用する場合、この分散性の良さがデメリットとなる。すなわち、ヒュームドシリカは、分散力が弱くても、塗料中において可視光の波長以下の大きさまで分散してしまう。このため、一般的に、ヒュームドシリカをそのまま塗料の艶消し剤として使用することが出来ない。従って、塗料用の艶消し剤としては、もっぱら粒子径の大きな湿式シリカ(水などの溶媒中で製造されたシリカ)を粉砕分級して得られたシリカが塗料用の艶消し剤として使用されている。しかしながら湿式シリカを原料として製造されたシリカを艶消し剤として用いた場合でも必ずしも十分な艶消し性能が得られているとは言い難い。However, when using fumed silica as a matting agent in paint, this good dispersibility becomes a disadvantage. That is, even if fumed silica has a weak dispersing power, it disperses in paint to a size less than the wavelength of visible light. For this reason, fumed silica cannot generally be used as it is as a matting agent in paint. Therefore, silica obtained by crushing and classifying wet silica (silica produced in a solvent such as water) with a large particle size is used as a matting agent for paint. However, even when silica produced from wet silica is used as a matting agent, it is difficult to say that sufficient matting performance is necessarily obtained.
一方、そのままでは艶消し剤として利用できないヒュームドシリカを艶消し剤として利用する技術が提案されている。たとえば、特許文献1には、ヒュームドシリカに5~50重量%の水を配合し、得られる粉末状混合物を乾燥させることで得られたエーロゲル状組織のケイ酸を艶消し剤として利用する技術が提案されている。また、特許文献1記載の技術とは大きく異なるアプローチを採用した技術も提案されている。たとえば、特許文献2には、混合容器中で混合しながらヒュームドシリカに水及び熱可塑性エラストマーを吹き付け、次いで粉砕し、引き続きこの混合物を乾燥することで得られたテクスチャー被覆シリカを艶消し剤として利用する技術が提案されている。On the other hand, a technique has been proposed for using fumed silica, which cannot be used as a matting agent as it is, as a matting agent. For example, Patent Document 1 proposes a technique for using silicic acid with an aerogel-like structure obtained by blending 5 to 50% by weight of water with fumed silica and drying the resulting powdery mixture as a matting agent. In addition, a technique has been proposed that employs an approach significantly different from that described in Patent Document 1. For example, Patent Document 2 proposes a technique for using texture-coated silica obtained by spraying water and a thermoplastic elastomer onto fumed silica while mixing in a mixing vessel, then pulverizing the mixture, and subsequently drying the mixture as a matting agent.
本発明者は、技術的アプローチが大きく異なる特許文献1,2に記載の技術のうち、特許文献1記載の技術についてさらに検討した。その結果、特許文献1記載の技術を利用して得られたシリカを塗料の艶消し剤として利用しても、必ずしも十分な艶消し性が得られないことを確認した。The inventors further investigated the technology described in Patent Document 1, which is one of the technologies described in Patent Document 1 and 2, which have significantly different technical approaches. As a result, they confirmed that even if silica obtained using the technology described in Patent Document 1 is used as a matting agent for paint, sufficient matting properties cannot necessarily be obtained.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、塗料の艶消し剤として利用した場合に高い艶消し性を発揮すると共に白濁の発生も抑制できるシリカ、当該シリカを用いた塗料および当該シリカの製造方法を提供することを課題とする。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide silica that exhibits high matting properties and suppresses the occurrence of cloudiness when used as a matting agent in paint, paint using said silica, and a method for producing said silica.
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明のシリカは、一次粒子が凝集した凝集構造を有し、下式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であり、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.6以下であり、かつ、Heピクノメーターにより測定した粒子密度が2.18g/cm3以上であることを特徴とする。
・式(1) R=LD50/CD50
〔前記式(1)中、LD50は、レーザー回折散乱法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表し、CD50は、コールターカウンター法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表す。〕
The above object is achieved by the present invention.
The silica of the present invention is characterized in that it has an aggregated structure in which primary particles are aggregated, has a particle size ratio R represented by the following formula (1) of 4.3 to 5.2, has an absorbance of 0.6 or less for light with a wavelength of 700 nm in an aqueous dispersion having a concentration of 1.48% by mass, and has a particle density of 2.18 g/ cm3 or more as measured with a He pycnometer.
・Formula (1) R= L D50/ C D50
[In the formula (1), L D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a laser diffraction scattering method, and C D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a Coulter counter method.]
本発明のシリカの一実施形態は、前記体積基準累積50%粒子径LD50が1.7μm以上であることが好ましい。 In one embodiment of the silica of the present invention, the volume-based cumulative 50% particle diameter LD50 is preferably 1.7 μm or more.
本発明のシリカの他の実施形態は、嵩密度が35g/L以上であることが好ましい。 In other embodiments of the silica of the present invention, it is preferable that the bulk density is 35 g/L or more.
本発明のシリカの他の実施形態は、塗料の艶消し剤として用いられることが好ましい。Another embodiment of the silica of the present invention is preferably used as a matting agent in paints.
本発明のシリカの他の実施形態は、本発明のシリカを含む塗料が、クリアー塗料および黒色系塗料からなる群より選択されるいずれかの塗料であることが好ましい。Another embodiment of the silica of the present invention is preferably such that the paint containing the silica of the present invention is any paint selected from the group consisting of clear paints and black paints.
本発明の塗料は、艶消し剤と、樹脂とを少なくとも含み、前記艶消し剤が、一次粒子が凝集した構造を有し、下式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であり、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.6以下であり、かつ、Heピクノメーターにより測定した粒子密度が2.18g/cm3以上であるシリカを含むことを特徴とする。
・式(1) R=LD50/CD50
〔前記式(1)中、LD50は、レーザー回折散乱法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表し、CD50は、コールターカウンター法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表す。〕
The coating material of the present invention is characterized in that it contains at least a matting agent and a resin, and the matting agent contains silica having a structure in which primary particles are aggregated, a particle size ratio R represented by the following formula (1) being 4.3 to 5.2, an absorbance of a 1.48% by mass aqueous dispersion of silica for light with a wavelength of 700 nm being 0.6 or less, and a particle density measured with a He pycnometer being 2.18 g/ cm3 or more.
・Formula (1) R= L D50/ C D50
[In the formula (1), L D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a laser diffraction scattering method, and C D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a Coulter counter method.]
本発明の塗料の一実施形態は、クリアー塗料および黒色系塗料からなる群より選択されるいずれかであることが好ましい。 One embodiment of the paint of the present invention is preferably any one selected from the group consisting of clear paints and black paints.
本発明のシリカの製造方法は、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.14以下であり、嵩密度が40g/L~110g/Lであるヒュームドシリカ100質量部に対して、塩基性物質を5規定以上の濃度で含む塩基性水溶液を4質量部~13質量部の範囲で添加する塩基性水溶液添加工程と、前記ヒュームドシリカに前記塩基性水溶液が添加された湿潤混合物を、前記塩基性物質沸点以上の温度で加熱して乾燥させる乾燥工程と、を少なくとも経て、シリカを製造することを特徴とする。The method for producing silica of the present invention is characterized in that silica is produced through at least a basic aqueous solution addition step in which 4 to 13 parts by mass of a basic aqueous solution containing a basic substance at a concentration of 5N or more is added to 100 parts by mass of fumed silica, the absorbance of which for light with a wavelength of 700 nm in an aqueous dispersion of 1.48% by mass is 0.14 or less and the bulk density is 40 g/L to 110 g/L, and a drying step in which the wet mixture in which the basic aqueous solution has been added to the fumed silica is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the basic substance to dry it.
本発明のシリカの製造方法の一実施形態は、前記塩基性水溶液が5規定以上の濃度を有するアンモニア水であることが好ましい。In one embodiment of the method for producing silica of the present invention, it is preferable that the basic aqueous solution is ammonia water having a concentration of 5N or more.
本発明のシリカの製造方法の他の実施形態は、前記乾燥工程を経て得られたシリカを、ジェットミルおよびピンミルからなる群より選択される粉砕装置を用いて粉砕する粉砕工程をさらに含み、前記粉砕工程において、粉砕処理終了後のシリカのコールターカウンター法に基づき測定された体積基準累積50%粒子径CD50が3.5μm以下となるまで粉砕処理を実施することが好ましい。 Another embodiment of the method for producing silica of the present invention further includes a grinding step in which the silica obtained through the drying step is ground using a grinding device selected from the group consisting of a jet mill and a pin mill, and in the grinding step, it is preferable to carry out the grinding treatment until the volume-based cumulative 50% particle diameter C D50 of the silica after the grinding treatment, measured based on the Coulter Counter method, is 3.5 μm or less.
本発明によれば、塗料の艶消し剤として利用した場合に高い艶消し性を発揮すると共に白濁の発生も抑制できるシリカ、当該シリカを用いた塗料および当該シリカの製造方法を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide silica that exhibits high matting properties and suppresses the occurrence of cloudiness when used as a matting agent in paint, paint using said silica, and a method for producing said silica.
1.シリカ
本実施形態のシリカは、一次粒子が凝集した凝集構造を有し、<1>下式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であり、<2>濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度(以下、当該吸光度をτ700と称す場合がある)が0.6以下であり、かつ、<3>Heピクノメーターにより測定した粒子密度が2.18g/cm3以上であることを特徴とする。
・式(1) R=LD50/CD50
〔式(1)中、LD50は、レーザー回折散乱法に基づき測定されたシリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表し、CD50は、コールターカウンター法に基づき測定されたシリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表す。〕
1. Silica The silica of the present embodiment has an aggregated structure in which primary particles are aggregated, and is characterized in that <1> the particle size ratio R represented by the following formula (1) is 4.3 to 5.2, <2> the absorbance of an aqueous dispersion having a concentration of 1.48% by mass for light with a wavelength of 700 nm (hereinafter, this absorbance may be referred to as τ700) is 0.6 or less, and <3> the particle density measured with a He pycnometer is 2.18 g/ cm3 or more.
・Formula (1) R= L D50/ C D50
[In formula (1), L D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of silica measured based on the laser diffraction scattering method, and C D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of silica measured based on the Coulter counter method.]
本実施形態のシリカでは、塗料の艶消し剤として用いた場合に、上記<1>~<3>に示すいずれかの条件を満たすことにより、艶消し性の改善および/または白濁を抑制することが容易となる。そして、<1>~<3>に示す条件を同時に満たす場合、高い艶消し性を発揮すると共に白濁の発生も抑制できる。以下に<1>粒径比R、<2>τ700、<3>粒子密度の各々について詳述する。When the silica of this embodiment is used as a matting agent for paint, by satisfying any one of the conditions <1> to <3> above, it becomes easy to improve the matting properties and/or suppress the occurrence of cloudiness. Furthermore, when the conditions <1> to <3> are satisfied simultaneously, it is possible to achieve high matting properties and suppress the occurrence of cloudiness. Each of <1> particle size ratio R, <2> τ700, and <3> particle density will be described in detail below.
<1>粒径比R
式(1)に示す粒子径LD50の測定に用いるレーザー回折散乱法では、測定対象となる個々の粒子の最外面で散乱が起こる。このため、レーザー回折散乱法で測定された粒子径は、例えば、SEM(走査型電子顕微鏡)等により観察された粒子の粒子径と極めて近い値が得られる。これに対して、式(1)に示す粒子径CD50の測定に用いるコールターカウンター法では、粒子がアパーチャーを通過する際の電気抵抗の変化に基づいて粒子の大きさを測定する。このため測定対象となる粒子がポーラスな構造を有する場合、粒子中の空隙部分に測定に利用する分散溶媒として用いられる電解液(たとえば、後述する粒子径CD50の測定に用いたアイソトンII)が充満する。この際、空隙部分に電流が流れることになるため、ポーラスな構造を有する粒子においては、レーザー回折散乱法やSEMにより測定される粒子径と比べて、粒子径CD50は大幅に小さい値を示すことになる。従って、式(1)に示す粒径比Rは、測定対象となる粒子が有する空隙の程度を評価する指標と言える。
<1> Particle size ratio R
In the laser diffraction scattering method used to measure the particle diameter L D50 shown in formula (1), scattering occurs at the outermost surface of each particle to be measured. Therefore, the particle diameter measured by the laser diffraction scattering method is very close to the particle diameter of the particle observed by, for example, SEM (scanning electron microscope). In contrast, in the Coulter counter method used to measure the particle diameter C D50 shown in formula (1), the size of the particle is measured based on the change in electrical resistance when the particle passes through an aperture. Therefore, when the particle to be measured has a porous structure, the void portion in the particle is filled with an electrolyte (for example, Isoton II used to measure the particle diameter C D50 described later) used as a dispersion solvent used in the measurement. At this time, since an electric current flows in the void portion, the particle diameter C D50 of the particle having a porous structure will show a significantly smaller value than the particle diameter measured by the laser diffraction scattering method or SEM. Therefore, the particle diameter ratio R shown in formula (1) can be said to be an index for evaluating the degree of voids of the particle to be measured.
本実施形態のシリカは、上述したように式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であるため、一次粒子が緩やかに結合すると共に嵩高い凝集構造(空隙率の高いポーラスな構造)を有する。それゆえ、本実施形態のシリカは、個々のシリカ粒子表面の凹凸が大きい構造を有するため、シリカ粒子表面における光の乱反射が生じやすく、塗料の艶消し性を改善することが容易となる。これに加えて、単位重量当たりに含まれるシリカ粒子の個数もより大きくなるため、塗料に対する本実施形態のシリカの添加量が少なくても、優れた艶消し効果を発揮することも容易である。また、艶消し性の改善に伴い、塗膜の白濁を抑制することも容易となる。さらに、本実施形態のシリカを用いたクリアー塗料あるいは黒色系塗料を、塗布面が濃色の基材(濃色基材)に塗布して使用する場合には、艶消し効果の発揮に伴い、優れた漆黒性を有する塗膜の形成も容易となる。 As described above, the silica of this embodiment has a particle size ratio R shown in formula (1) of 4.3 to 5.2, so that the primary particles are loosely bonded and have a bulky aggregate structure (a porous structure with a high porosity). Therefore, since the silica of this embodiment has a structure with large unevenness on the surface of each silica particle, diffuse reflection of light is likely to occur on the silica particle surface, making it easy to improve the matte properties of the paint. In addition, since the number of silica particles contained per unit weight is also larger, it is easy to achieve an excellent matte effect even if the amount of silica of this embodiment added to the paint is small. In addition, with the improvement in matte properties, it is also easy to suppress the clouding of the paint film. Furthermore, when a clear paint or black paint using the silica of this embodiment is applied to a substrate (dark substrate) with a dark-colored coating surface, the matte effect is exerted and a paint film with excellent jet blackness is easily formed.
なお、艶消し性の改善効果をより高める観点からは、粒径比Rの下限値は、4.5以上が好ましく、4.7以上がさらに好ましい。一方、粒径比Rが大きくなるほど、シリカ粒子はより嵩高い凝集構造を有することになるため、塗料中でもこのような凝集構造がそのまま維持できるのであれば、さらなる艶消し性の改善が期待される。しかしながら、粒径比Rが大きすぎる場合、塗料調製時に攪拌混合する際にシリカ粒子に対して加わるせん断力によって嵩高い凝集構造が崩れやすくなるため、結果的に、艶消し性が劣化すると共に白濁も生じ易くなる。それゆえ、粒径比Rは、5.2以下であることが必要であり、5.0以下であることが好ましい。In addition, from the viewpoint of further enhancing the effect of improving the matte property, the lower limit of the particle size ratio R is preferably 4.5 or more, and more preferably 4.7 or more. On the other hand, the larger the particle size ratio R, the more bulky the silica particles will have an aggregate structure, so if such an aggregate structure can be maintained as it is in the paint, further improvement in the matte property is expected. However, if the particle size ratio R is too large, the bulky aggregate structure is likely to collapse due to the shear force applied to the silica particles when stirring and mixing during paint preparation, resulting in deterioration of the matte property and easy occurrence of cloudiness. Therefore, the particle size ratio R needs to be 5.2 or less, and preferably 5.0 or less.
なお、参考までに述べれば、一次粒子が凝集した凝集構造を有するシリカ粒子において、当該シリカ粒子のポーラスさ、嵩高さを評価する指標としては、一般的に吸油量が使用されている。しかしながら、吸油量には、個々のシリカ粒子内に形成された空隙に吸収された油の量に加えて、シリカ粒子間の隙間に存在する油の量も含まれ得る。また、シリカ粒子内に形成された空隙は、上述したように、艶消し性と密接に関係するが、シリカ粒子間の隙間は、艶消し性とは関係していない。このため、吸油量は、個々のシリカ粒子の空隙の大きさとは正確には対応しておらず、また、粒径比Rと比べると、艶消し性との相関性が相対的により低いパラメーターである。For reference, in silica particles having an aggregate structure in which primary particles are aggregated, the oil absorption is generally used as an index for evaluating the porosity and bulkiness of the silica particles. However, the oil absorption may include the amount of oil absorbed in the voids formed in each silica particle, as well as the amount of oil present in the gaps between the silica particles. Also, as mentioned above, the voids formed in the silica particles are closely related to the matte property, but the gaps between the silica particles are not related to the matte property. For this reason, the oil absorption does not exactly correspond to the size of the voids in each silica particle, and is a parameter that has a relatively lower correlation with the matte property compared to the particle size ratio R.
<2>τ700
また、本実施形態のシリカでは、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度(τ700)が0.6以下である。τ700を0.6以下とすることにより、塗料中でのシリカ粒子の分散性が向上し、光を乱反射するシリカ粒子表面の実効面積をより大きくできる。それゆえ、艶消し性を改善することが容易となる上に、艶消し性の改善に伴い、塗膜の白濁を抑制することも容易となる。さらに、本実施形態のシリカを用いたクリアー塗料あるいは黒色系塗料を、塗布面が濃色の基材(濃色基材)に塗布して使用する場合には、艶消し効果の発揮に伴い、優れた漆黒性を有する塗膜の形成も容易となる。また、溶媒を含む塗料に本実施形態のシリカを用いた場合、τ700を0.6以下とすることにより、基材に対して塗布し易く、塗布後は垂れにくい塗料を得ることも容易になる。なお、τ700は0.5以下が好ましく、0.4以下がより好ましい。また、τ700の下限値は特に限定されるものでは無いが、τ700の下限値は、実用上、0.25以上であることが好ましく、0.30以上であることがより好ましい。
<2> τ700
In addition, in the silica of this embodiment, the absorbance (τ700) of the water dispersion with a concentration of 1.48% by mass for light with a wavelength of 700 nm is 0.6 or less. By making τ700 0.6 or less, the dispersibility of the silica particles in the paint is improved, and the effective area of the silica particle surface that diffusely reflects light can be made larger. Therefore, it is easy to improve the matte property, and it is also easy to suppress the clouding of the coating film with the improvement of the matte property. Furthermore, when a clear paint or black paint using the silica of this embodiment is applied to a substrate (dark substrate) with a dark colored coating surface, the matte effect is exerted, and the formation of a coating film with excellent jet blackness is also easy. In addition, when the silica of this embodiment is used in a paint containing a solvent, by making τ700 0.6 or less, it is easy to obtain a paint that is easy to apply to the substrate and does not drip after application. In addition, τ700 is preferably 0.5 or less, more preferably 0.4 or less. Further, the lower limit of τ700 is not particularly limited, but in practical terms, the lower limit of τ700 is preferably 0.25 or more, and more preferably 0.30 or more.
<3>粒子密度
また、本実施形態のシリカでは、Heピクノメーターで測定した粒子密度が2.18g/cm3以上である。これにより塗膜の白濁を抑制することが容易となる。さらに、白濁の抑制に伴い塗膜の光沢感も大なり小なり減少するため、結果的に艶消し性の改善も容易となる。粒子密度を2.18g/cm3以上とすることにより、白濁の抑制等が容易となる理由は以下の通りである。
<3> Particle density In addition, the silica of this embodiment has a particle density of 2.18 g/ cm3 or more measured with a He pycnometer. This makes it easy to suppress the clouding of the coating film. Furthermore, the glossiness of the coating film is more or less reduced with the suppression of clouding, which makes it easy to improve the matte properties as a result. The reason why the suppression of clouding is made easier by making the particle density 2.18 g/cm3 or more is as follows.
まず、純粋な非晶質シリカの屈折率(理論上の屈折率)は1.46である。これに対して、塗料に用いられる樹脂成分として広く利用されているウレタン樹脂の屈折率は1.5程度である。また、ウレタン樹脂以外の塗料用の各種樹脂の屈折率は一般的には1.46よりも大きい。ここで、シリカ粒子の凝集構造を構成する個々の一次粒子の内部に微細な空隙が存在する場合、空隙の存在に比例してシリカ粒子の屈折率が低下していく。それゆえ、このようなシリカ粒子を用いた塗料により塗膜を形成した場合、塗料を構成する樹脂とシリカ粒子との屈折率差が大きくなり、このような屈折率差に起因して塗膜が白濁してしまう。したがって、シリカ粒子の屈折率は理論上の屈折率である1.46に近い程好ましく、そのためには、シリカ粒子の凝集構造を構成する個々の一次粒子内部の空隙は少ない方がよい。ここで、一次粒子内部の空隙が少ないということは、一次粒子の粒子密度が高いことを意味する。それゆえ、本実施形態のシリカでは、粒子密度を2.18g/cm3以上としている。 First, the refractive index (theoretical refractive index) of pure amorphous silica is 1.46. In contrast, the refractive index of urethane resin, which is widely used as a resin component used in paints, is about 1.5. In addition, the refractive index of various resins for paints other than urethane resin is generally larger than 1.46. Here, if fine voids exist inside each primary particle constituting the aggregated structure of silica particles, the refractive index of the silica particles decreases in proportion to the presence of the voids. Therefore, when a coating film is formed using a coating film using such silica particles, the refractive index difference between the resin constituting the coating film and the silica particles becomes large, and the coating film becomes cloudy due to such a refractive index difference. Therefore, the refractive index of the silica particles is preferably as close as possible to the theoretical refractive index of 1.46, and for this purpose, it is better to have fewer voids inside each primary particle constituting the aggregated structure of the silica particles. Here, fewer voids inside the primary particles means that the particle density of the primary particles is high. Therefore, in the silica of this embodiment, the particle density is set to 2.18 g/cm 3 or more.
なお、参考までに述べれば、Heピクノメーターにより粒子密度を測定する場合、測定用サンプルとしては、シリカ粒子を高圧で圧縮することで凝集構造を破壊した圧縮物を用いる。このため、Heピクノメーターにより測定した粒子密度は、実質的には、シリカ粒子を構成する一次粒子の密度にほぼ対応する。For reference, when particle density is measured using a He pycnometer, the measurement sample is made of silica particles compressed at high pressure to destroy the aggregate structure. Therefore, the particle density measured using a He pycnometer essentially corresponds to the density of the primary particles that make up the silica particles.
粒子密度は、2.185g/cm3以上が好ましく、2.19g/cm3以上がより好ましい。粒子密度の上限値は特に限定されないが、実用上は、非晶質シリカの真密度に近い値である2.21g/cm3以下が好ましく、2.205g/cm3以下でもよい。 The particle density is preferably 2.185 g/cm 3 or more, and more preferably 2.19 g/cm 3 or more. The upper limit of the particle density is not particularly limited, but in practice, it is preferably 2.21 g/cm 3 or less, which is a value close to the true density of amorphous silica, and may be 2.205 g/cm 3 or less.
なお、本実施形態のシリカは、艶消し性を発揮するために、最低限、可視光を透過しないサイズを有していることが必要であるため、その平均粒径は少なくとも可視光の波長域(約0.4μm~0.76μm)よりも大きければよい。なお、艶消し性は、塗膜表面に部分的に埋没しているシリカ粒子のうち、塗膜表面に対してシリカ粒子が突出している部分が外部から入射した光を散乱することで発揮される。すなわち、シリカ粒子のうち、実際の粒径に対応する部分よりも多少小さい部分(塗膜表面に対してシリカ粒子が突出している部分)のみが光散乱に寄与している。よって、この点も踏まえると、艶消し性をより確実に発揮するためには本実施形態のシリカの粒子サイズは、可視光の波長域よりも多少大きいことが好ましく、具体的には、粒子径LD50で1.7μm以上であることが好ましく、3.0μm以上であることがより好ましく、5.0μm以上であることがさらに好ましい。粒子径LD50の上限値は特に限定されないが、実用上は25.0μm以下が好ましい。 In addition, since the silica of this embodiment needs to have a size that does not transmit visible light at least in order to exhibit matte properties, its average particle size should be at least larger than the wavelength region of visible light (about 0.4 μm to 0.76 μm). The matte properties are exhibited by the silica particles partially embedded in the coating film surface, where the silica particles protrude from the coating film surface, scattering the light incident from the outside. That is, only the part of the silica particles that is slightly smaller than the part corresponding to the actual particle size (the part where the silica particles protrude from the coating film surface) contributes to light scattering. Therefore, taking this into consideration, in order to more reliably exhibit matte properties, the particle size of the silica of this embodiment is preferably slightly larger than the wavelength region of visible light, specifically, the particle diameter L D50 is preferably 1.7 μm or more, more preferably 3.0 μm or more, and even more preferably 5.0 μm or more. The upper limit of the particle diameter L D50 is not particularly limited, but in practical use, it is preferably 25.0 μm or less.
本実施形態のシリカのpHは特に限定されないが、通常、弱酸性から弱塩基性近傍のpHを示し、本実施形態のシリカを水に分散させて測定した場合のpH値は、5.5~9.5程度の範囲内である。なお、pHの測定方法の詳細については後述する。 The pH of the silica of this embodiment is not particularly limited, but it usually has a pH value ranging from weakly acidic to weakly basic, and the pH value when the silica of this embodiment is dispersed in water and measured is in the range of about 5.5 to 9.5. The details of the pH measurement method will be described later.
本実施形態のシリカの嵩密度は特に限定されないが、その下限値は、35g/L以上が好ましく、36g/Lを超えることがより好ましく、43g/L以上であることがさらに好ましい。一方、上限値は特に限定されるものではないが、実用上は70g/L以下が好ましく、65g/L以下がより好ましい。嵩密度を35g/L以上とすることにより、塗料用の樹脂組成物中へ本実施形態のシリカからなる艶消し剤を分散させる場合に、シリカが均一に分散できなくなることを防いだり、あるいは、シリカが均一に分散するのに要する時間を短縮することが容易となる。The bulk density of the silica of this embodiment is not particularly limited, but the lower limit is preferably 35 g/L or more, more preferably more than 36 g/L, and even more preferably 43 g/L or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but in practice, 70 g/L or less is preferable, and 65 g/L or less is more preferable. By making the bulk density 35 g/L or more, when dispersing the matting agent made of the silica of this embodiment in a resin composition for paint, it is possible to prevent the silica from being unable to be uniformly dispersed, or to easily shorten the time required for the silica to be uniformly dispersed.
2.塗料
本実施形態のシリカは、種々の用途に利用することができるが、特に塗料の艶消し剤として用いることが好適である。この場合、本実施形態の塗料は、艶消し剤(本実施形態のシリカ)と樹脂とを少なくとも含む。また、本実施形態の塗料は、顔料や染料などの色材を含む有色の塗料、色材を全く含まない(無色透明な)クリアー塗料、あるいは、塗膜の透明性を損なわない範囲で微量の色材を含む(若干着色した)クリアー塗料のいずれであってもよい。さらに、本実施形態の塗料が液状である場合、塗料には水や有機溶媒などの溶媒がさらに含まれる。また、本実施形態の塗料には、艶消し剤として用いられる本実施形態のシリカ以外の各種の添加剤が含まれていてもよい。
2. Paint The silica of this embodiment can be used for various purposes, but is particularly suitable for use as a matting agent for paint. In this case, the paint of this embodiment contains at least a matting agent (silica of this embodiment) and a resin. The paint of this embodiment may be any of a colored paint containing a coloring material such as a pigment or dye, a clear paint containing no coloring material (colorless and transparent), or a clear paint containing a small amount of coloring material (slightly colored) within a range that does not impair the transparency of the coating film. Furthermore, when the paint of this embodiment is liquid, the paint further contains a solvent such as water or an organic solvent. The paint of this embodiment may also contain various additives other than the silica of this embodiment used as a matting agent.
本実施形態の塗料は、溶剤型塗料、紫外線(UV)硬化型塗料、粉体塗料等の形態で利用でき、具体的には、水性塗料、油性塗料、ニトロセルロース塗料、アルキッド樹脂塗料、アミノアルキッド塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、塩化ゴム系塗料等の形態で利用できる。これらの中でも、本実施形態の塗料は、合成皮革用塗料として使用される塩化ビニル塗料やウレタン塗料が好ましい。The paint of this embodiment can be used in the form of a solvent-based paint, an ultraviolet (UV) curing paint, a powder paint, etc., and specifically, can be used in the form of a water-based paint, an oil-based paint, a nitrocellulose paint, an alkyd resin paint, an amino alkyd paint, a vinyl resin paint, an acrylic resin paint, an epoxy resin paint, a polyester resin paint, a chlorinated rubber paint, etc. Among these, the paint of this embodiment is preferably a vinyl chloride paint or a urethane paint used as a paint for synthetic leather.
塗料を構成する樹脂としては、塗料に使用される樹脂であれば特に制限無く利用できるが、たとえば、ロジン、エステルガム、ペンタレジン、クマロン・インデンレジン、フェノール系レジン、変性フェノール系レジン、マレイン系レジン、アルキド系レジン、アミノ系レジン、ビニル系レジン、石油レジン、エポキシ系レジン、ポリエステル系レジン、スチレン系レジン、アクリル系レジン、シリコーン系レジン、ゴムベース系レジン、塩素化物系レジン、ウレタン系レジン、ポリアミド系レジン、ポリイミド系レジン、フッ素系レジン、天然或いは合成の漆等の1種或いは2種以上が挙げられる。 The resins constituting the paint can be any resin used in paints without any particular restrictions, and examples include one or more of the following: rosin, ester gum, pentalosin, coumarone-indene resin, phenolic resin, modified phenolic resin, maleic resin, alkyd resin, amino resin, vinyl resin, petroleum resin, epoxy resin, polyester resin, styrene resin, acrylic resin, silicone resin, rubber-based resin, chlorinated resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, fluorine resin, natural or synthetic lacquer, etc.
なお、紫外線硬化型塗料においては、通常、ハイソリッドレジン、例えばUV硬化型のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等が単独或いは2種以上の組み合わせで使用される。また、粉体塗料においては、ポリアミド、ポリエステル、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、セルロース誘導体、ポリエーテル、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂の他、エポキシ樹脂、エポキシ/ノボラック樹脂、イソシアネート或いはエポキシ硬化型ポリエステル樹脂等が配合される。In addition, in UV-curable paints, high solid resins such as UV-curable acrylic resins, epoxy resins, vinyl urethane resins, acrylic urethane resins, polyester resins, etc. are usually used alone or in combination of two or more. In addition, in powder paints, thermoplastic resins such as polyamide, polyester, acrylic resin, olefin resin, cellulose derivatives, polyether, vinyl chloride resin, etc., as well as epoxy resins, epoxy/novolac resins, isocyanates, or epoxy-curable polyester resins, etc. are blended.
また、本実施形態の塗料が溶剤型塗料である場合は、溶媒として有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、たとえば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;n-ヘプタン、n-ヘキサン、アイソパー等の脂肪族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン等の脂環族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;エタノール、プロパノール、ブタノール、ダイアセトンアルコール等のアルコール系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。 In addition, when the paint of this embodiment is a solvent-based paint, an organic solvent is used as the solvent. Examples of organic solvents include aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; aliphatic hydrocarbon solvents such as n-heptane, n-hexane, and isopar; alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; alcohol solvents such as ethanol, propanol, butanol, and diacetone alcohol; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; cellosolve solvents such as ethyl cellosolve and butyl cellosolve; ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate; and aprotic polar solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide.
本実施形態のシリカを艶消し剤として塗料に配合する場合、その配合量は、塗料として要求される各種物性を踏まえて適宜設定されるが、通常、塗料に含まれる固形分100質量部に対して、5質量部~33質量部が好ましく、10質量部~30質量部がより好ましい。配合量を5質量部以上とすることにより艶消し性をより容易に発揮し易くなり、33質量部以下とすることにより、塗膜の強度を確保すると共に白濁を抑制することが容易となる。When the silica of this embodiment is blended into a paint as a matting agent, the blending amount is appropriately set based on the various physical properties required of the paint, but typically, 5 to 33 parts by mass, and more preferably 10 to 30 parts by mass, per 100 parts by mass of solids contained in the paint is preferred. By blending an amount of 5 parts by mass or more, it becomes easier to achieve matting properties, and by blending an amount of 33 parts by mass or less, it becomes easier to ensure the strength of the coating film and suppress clouding.
本実施形態の塗料は、上述したように様々な種類の塗料として利用できるが、特に、クリアー塗料あるいは黒色系塗料として用いることが好適である。塗料の塗布面が濃色の基材(濃色基材)に、クリアー塗料あるいは黒色系塗料として本実施形態の塗料を用いて塗膜を形成した場合、漆黒性の高い塗膜も得ることができる。As described above, the paint of this embodiment can be used as various types of paint, but is particularly suitable for use as a clear paint or black paint. When the paint of this embodiment is used as a clear paint or black paint to form a coating film on a substrate (dark substrate) with a dark-colored coating surface, a coating film with high jet black color can also be obtained.
なお、濃色基材としては、塗布面が黒色、紺色、深紅色、深緑色等の濃色の基材であればその素材は特に限定されないが、たとえば、合成皮革からなる基材が好適である。また、クリアー塗料として本実施形態の塗料を用いる場合、本実施形態の塗料には、塗膜の透明性を損なわない範囲で、カーボンブラックやアニリンブラックのなどの黒色顔料を微量添加することもできる。この場合は、塗膜の漆黒度をより一層高めることもできる。 The dark-colored substrate may be any material, as long as the coating surface is a dark-colored substrate such as black, navy blue, crimson, or dark green, but a substrate made of synthetic leather is suitable. When the paint of this embodiment is used as a clear coating, a small amount of black pigment such as carbon black or aniline black can be added to the paint of this embodiment as long as the transparency of the coating film is not impaired. In this case, the jet blackness of the coating film can be further increased.
濃色基材が合成皮革製である場合は、クリアー塗料あるいは黒色系塗料として用いる本実施形態の塗料は、上述したように塩化ビニル塗料や、ウレタン塗料であることが好適である。なお、一般的に、ウレタン塗料としては芳香族系のウレタン塗料の方が相対的に安価でかつ耐候性も高いが、漆黒性などの外観の点では、脂肪族系のウレタン塗料の方が通常使用されている。しかしながら、本実施形態のシリカを艶消し剤として添加した芳香族ウレタン樹脂を含むウレタン塗料を使用すれば、従来のシリカを艶消し剤として添加した脂肪族ウレタン樹脂を含むウレタン塗料と同程度の漆黒性の高い塗膜を得ることも容易である。 When the dark-colored substrate is made of synthetic leather, the paint of this embodiment used as the clear paint or black paint is preferably a vinyl chloride paint or a urethane paint, as described above. Generally, aromatic urethane paints are relatively inexpensive and have high weather resistance, but aliphatic urethane paints are more commonly used in terms of appearance, such as jet blackness. However, by using a urethane paint containing an aromatic urethane resin to which silica has been added as a matting agent according to this embodiment, it is easy to obtain a coating film with a jet blackness similar to that of a conventional urethane paint containing an aliphatic urethane resin to which silica has been added as a matting agent.
3.シリカの製造方法
本実施形態のシリカは、原料粒子を凝集させるプロセスを経て製造されるものであれば特に制限されない。この原料粒子は、本実施形態のシリカにおいて、凝集構造を形成する一次粒子に対応する粒子である。ここで、原料粒子としては通常、フュームドシリカが用いられる。ヒュームドシリカは、シラン化合物等のシリカ前駆体を、火炎中で加水分解することで製造されたものである。ヒュームドシリカはその生成時に極めて高い温度で処理されるため、水性媒体中でシリカを形成せしめる湿式シリカとは区別されるものである。フュームドシリカとしては、如何様なフュームドシリカでも用いることができるが、疎水化処理剤等の表面処理剤で表面処理されていないフュームドシリカを用いることが好適である。
3. Method for Producing Silica The silica of this embodiment is not particularly limited as long as it is produced through a process of aggregating raw material particles. The raw material particles correspond to the primary particles that form the aggregate structure in the silica of this embodiment. Here, fumed silica is usually used as the raw material particles. Fumed silica is produced by hydrolyzing a silica precursor such as a silane compound in a flame. Fumed silica is treated at an extremely high temperature during its production, and is therefore distinguished from wet silica that forms silica in an aqueous medium. Any type of fumed silica can be used as the fumed silica, but it is preferable to use fumed silica that has not been surface-treated with a surface treatment agent such as a hydrophobic treatment agent.
しかしながら、本実施形態のシリカが容易に得られる観点では、本実施形態のシリカの製造方法は、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.14以下であり、嵩密度が40g/L~110g/Lであるヒュームドシリカ100質量部に対して、塩基性物質を5規定以上の濃度で含む塩基性水溶液を4質量部~13質量部の範囲で添加する塩基性水溶液添加工程と、ヒュームドシリカに塩基性水溶液が添加された湿潤混合物を、塩基性物質の沸点以上の温度で加熱して乾燥させる乾燥工程と、を少なくとも経てシリカを製造するものであることが特に好ましい。なお、乾燥工程を経た後は、通常、所望の粒径および粒度分布からなるシリカを得るために、粉砕工程や、分級工程を適時実施することが好ましい。以下に各工程の詳細について説明する。However, from the viewpoint of easily obtaining the silica of this embodiment, it is particularly preferable that the method of producing silica of this embodiment is a method of producing silica through at least a basic aqueous solution addition step of adding 4 to 13 parts by mass of a basic aqueous solution containing a basic substance at a concentration of 5N or more to 100 parts by mass of fumed silica having an absorbance of 0.14 or less for light with a wavelength of 700 nm in an aqueous dispersion of 1.48% by mass and a bulk density of 40 g/L to 110 g/L, and a drying step of heating and drying the wet mixture in which the basic aqueous solution is added to the fumed silica at a temperature equal to or higher than the boiling point of the basic substance. After the drying step, it is usually preferable to carry out a pulverization step or a classification step as appropriate in order to obtain silica having a desired particle size and particle size distribution. Details of each step are explained below.
塩基性水溶液添加工程では、原料粒子として、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度(τ700)が0.14以下であり、嵩密度が40g/L~110g/Lであるヒュームドシリカを用いる。上記条件を満たすヒュームドシリカを用いることで、本実施形態のシリカを容易に製造することができる。In the basic aqueous solution addition process, fumed silica is used as the raw material particles, in which the absorbance (τ700) of a 1.48% by mass aqueous dispersion of the silica at a wavelength of 700 nm is 0.14 or less and the bulk density is 40 g/L to 110 g/L. By using fumed silica that satisfies the above conditions, the silica of this embodiment can be easily manufactured.
なお、原料粒子として用いるヒュームドシリカの粒子密度(Heピクノメーターによる測定値)は、通常、2.20g/cm3~2.21g/cm3である。このため、ヒュームドシリカを原料粒子として用いて製造されるシリカ(一次粒子の凝集体)の粒子密度を2.18g/cm3以上に制御することが容易である。 The particle density of the fumed silica used as the raw material particles (measured by a He pycnometer) is usually 2.20 g/cm 3 to 2.21 g/cm 3. Therefore, it is easy to control the particle density of the silica (aggregate of primary particles) produced using fumed silica as the raw material particles to 2.18 g/cm 3 or more.
また、ヒュームドシリカの嵩密度を40g/L~110g/Lとすることにより、得られるシリカの粒径比Rを4.3~5.2の範囲内に制御することがより容易となる。なお、嵩密度は、50g/L~100g/Lが好ましい。また、ヒュームドシリカのτ700を0.14以下とすることにより、得られるシリカのτ700を0.6以下に制御することが容易となる。なお、τ700は0.13以下が好ましく、下限値は特に限定されないが実用上は、0.06以上であることが好ましい。Furthermore, by setting the bulk density of the fumed silica to 40 g/L to 110 g/L, it becomes easier to control the particle size ratio R of the resulting silica to within the range of 4.3 to 5.2. The bulk density is preferably 50 g/L to 100 g/L. Furthermore, by setting the τ700 of the fumed silica to 0.14 or less, it becomes easier to control the τ700 of the resulting silica to 0.6 or less. It is preferable that τ700 is 0.13 or less, and although there is no particular lower limit, it is preferable that it is 0.06 or more in practical use.
なお、一般的に市販されている多くのヒュームドシリカでは、τ700は0.14以下である。このようなシリカは、粒子径が小さく、水系媒体に対する分散性が良好であるため、本実施形態のシリカと比べるとτ700の値はかなり小さい。In addition, most commercially available fumed silicas have a τ700 of 0.14 or less. Such silicas have a small particle size and good dispersibility in aqueous media, so the τ700 value is significantly smaller than that of the silica of this embodiment.
また、原料粒子として、嵩密度が40g/L未満のヒュームドシリカを使用する場合、塩基性水溶液を添加することで原料粒子を凝集処理する際に、容積の大きな処理装置を使用する必要がある。これに加えて、製造されたシリカの嵩密度も低くなる。そして、嵩密度の低いシリカを艶消し剤として使用する場合、塗料用の樹脂組成物中への分散時に、シリカが、樹脂組成物上に浮遊したままの状態で樹脂組成物中への分散が著しく阻害され、樹脂組成物中に均一に分散するのに時間を要したり、あるいは、全く樹脂組成物中に全く分散していかない場合もある。さらに、原料粒子として、嵩密度が40g/L未満のヒュームドシリカを使用することで、製造装置のコストが増大すると共に、製造されたシリカを梱包する際の充填重量が少なくなり、輸送コストも増大し易くなる。 In addition, when using fumed silica with a bulk density of less than 40 g/L as raw material particles, a large-capacity processing device must be used when flocculating the raw material particles by adding a basic aqueous solution . In addition, the bulk density of the produced silica is also low. When using silica with a low bulk density as a matting agent, the silica is suspended on the resin composition during dispersion in the resin composition for paint, and dispersion in the resin composition is significantly hindered, and it takes time to disperse uniformly in the resin composition, or it may not be dispersed at all in the resin composition. Furthermore, by using fumed silica with a bulk density of less than 40 g/L as raw material particles, the cost of the production device increases, and the filling weight when packaging the produced silica is reduced, which also tends to increase the transportation cost.
一般にヒュームドシリカは極めて嵩密度が低いため、嵩密度の低いヒュームドシリカを塩基性水溶液で処理しようとすると、多量の塩基性水溶液が必要となる。そして、ヒュームドシリカに対して多量の塩基性水溶液を添加した場合、次工程である乾燥工程において、塩基性水溶液が蒸発乾燥する際に、製造されるシリカが著しい収縮を起こして、嵩高い凝集構造を有するシリカを得ることが困難となり易い。したがって、このような観点からも嵩密度を40g/L以上とすることが好適である。なお、入手したヒュームドシリカの嵩密度が40g/L未満の場合には、脱気プレス機等を用いてヒュームドシリカを圧縮し、嵩密度が40g/L~110g/Lの範囲内に調整したものを塩基性水溶液添加工程に用いればよい。 Generally, fumed silica has an extremely low bulk density, so that when low-bulk-density fumed silica is treated with a basic aqueous solution, a large amount of the basic aqueous solution is required. If a large amount of basic aqueous solution is added to fumed silica, the silica produced will shrink significantly when the basic aqueous solution is evaporated and dried in the next drying step, making it difficult to obtain silica having a bulky aggregate structure. Therefore, from this viewpoint, it is preferable to set the bulk density to 40 g/L or more. If the bulk density of the obtained fumed silica is less than 40 g/L, the fumed silica may be compressed using a degassing press or the like to adjust the bulk density to within the range of 40 g/L to 110 g/L, and then used in the basic aqueous solution addition step.
また、原料粒子として用いるヒュームドシリカは、通常は比表面積が190m2/g~500m2/g程度であることが好ましく、220m2/g~400m2/gであることが特に好ましい。一方、本実施形態のシリカの比表面積は、添加した塩基性水溶液の作用により原料粒子表面の溶解が起こるため、原料粒子として用いるヒュームドシリカよりも小さくなる傾向があり、通常は180m2/g~350m2/gである。さらに原料粒子として用いるヒュームドシリカは粗粒の少ないものであることが好ましく、モッカの篩法による目開き45μmの篩残が0.01重量%以下であることが特に好ましい。 The fumed silica used as the raw material particles usually has a specific surface area of about 190 m 2 /g to 500 m 2 /g, and particularly preferably 220 m 2 /g to 400 m 2 /g. On the other hand, the specific surface area of the silica of this embodiment tends to be smaller than that of the fumed silica used as the raw material particles, since the raw material particle surfaces are dissolved by the action of the added basic aqueous solution, and is usually 180 m 2 /g to 350 m 2 /g. Furthermore, the fumed silica used as the raw material particles preferably has a small amount of coarse particles, and particularly preferably has a sieve residue of 0.01% by weight or less when measured by the Mocca sieve method with an opening of 45 μm.
塩基性水溶液添加工程では、上述したτ700が0.14以下であり、嵩密度が40g/L~110g/Lであるヒュームドシリカ100質量部に対して、塩基性物質を5規定以上の濃度で含む塩基性水溶液を4質量部~13質量部の範囲で添加する。なお、塩基性水溶液の好適な添加量は4.5質量部~8質量部である。In the basic aqueous solution addition step, 4 to 13 parts by mass of a basic aqueous solution containing a basic substance at a concentration of 5N or more is added to 100 parts by mass of fumed silica having the above-mentioned τ700 of 0.14 or less and a bulk density of 40 g/L to 110 g/L. The preferred amount of the basic aqueous solution to be added is 4.5 to 8 parts by mass.
塩基性水溶液の添加量を4質量部以上とすることにより原料粒子として用いたヒュームドシリカを均一に処理することが容易となるため、本実施形態のシリカを安定して得ることができる。これに加えて、粒径比Rを4.3以上に制御することも容易となる。また、塩基性水溶液の添加量を13質量部以下とすることにより次工程である乾燥工程において、乾燥処理する際に必要なエネルギーを節約したり、および/または、乾燥時間を短くできる。このため、塩基性水溶液により処理された原料粒子同士が強く凝集することを抑制でき、結果的に本実施形態のシリカを安定して得ることができる。また、本実施形態のシリカの粒子密度は、経験的に、原料粒子として用いたヒュームドシリカの粒子密度よりも若干低下する傾向にあり、特に、高濃度の塩基性水溶液を多量に用いた場合に粒子密度の低下が顕著となる傾向にある。よって、このような観点からも塩基性水溶液の添加量を13質量部以下とすることが好適である。なお、粒子密度が低下する理由の詳細は不明であるが、塩基の作用によりヒュームドシリカの表面が溶解等することでその構造が若干変性した原料粒子が、シリカ(凝集体)の一次粒子を構成していることが一因であると推定される。By setting the amount of the basic aqueous solution to 4 parts by mass or more, it becomes easy to uniformly treat the fumed silica used as the raw material particles, so that the silica of this embodiment can be stably obtained. In addition, it is also easy to control the particle size ratio R to 4.3 or more. Furthermore, by setting the amount of the basic aqueous solution to 13 parts by mass or less, it is possible to save the energy required for drying in the drying process, which is the next process, and/or shorten the drying time. Therefore, it is possible to suppress strong aggregation of the raw material particles treated with the basic aqueous solution, and as a result, it is possible to stably obtain the silica of this embodiment. Furthermore, empirically, the particle density of the silica of this embodiment tends to be slightly lower than the particle density of the fumed silica used as the raw material particles, and the decrease in particle density tends to be particularly noticeable when a large amount of a high-concentration basic aqueous solution is used. Therefore, from this perspective, it is preferable to set the amount of the basic aqueous solution to 13 parts by mass or less. Although the details of the reason why the particle density decreases are unknown, it is presumed that one of the reasons is that the primary particles of silica (aggregates) are made up of raw material particles whose structure has been slightly modified due to the surface dissolution, etc. of the fumed silica by the action of a base.
塩基性水溶液が添加された原料粒子は、塩基の作用によりその表面が溶解し、さらに溶解が生じた表面の一部は他の原料粒子と結合して凝集体を形成する。このような凝集はさほど強固なものではないため、嵩高くかつルーズな凝集構造を持つシリカが得られる。When a basic aqueous solution is added to the raw material particles, the surface dissolves due to the action of the base, and some of the dissolved surface bonds with other raw material particles to form aggregates. Because these aggregates are not very strong, silica with a bulky and loose aggregate structure is obtained.
なお、原料粒子に対して塩基性水溶液を添加することで、塩基性水溶液により原料粒子を湿潤させる場合、水の沸点未満の温度で加熱処理を実施してもよい。In addition, when a basic aqueous solution is added to the raw material particles to wet the raw material particles with the basic aqueous solution, the heat treatment may be carried out at a temperature below the boiling point of water.
また、塩基性水溶液としては塩基性物質を5規定以上の濃度で含む溶液が用いられる。濃度を5規定以上とすることにより、上述した溶解や凝集体の形成が十分に促進され、結果的に本実施形態のシリカを安定して得ることができる。これに加えて、特にτ700を0.6以下に制御することが容易となる。なお、濃度は、7規定以上が好ましく、10規定以上がより好ましい。一方、濃度の上限値は、実用上の観点から20規定以下が好ましい。 As the basic aqueous solution, a solution containing a basic substance at a concentration of 5N or more is used. By setting the concentration at 5N or more, the above-mentioned dissolution and formation of aggregates are sufficiently promoted, and as a result, the silica of this embodiment can be stably obtained. In addition, it becomes particularly easy to control τ700 to 0.6 or less. The concentration is preferably 7N or more, and more preferably 10N or more. On the other hand, the upper limit of the concentration is preferably 20N or less from a practical viewpoint.
塩基性物質としては、次工程である乾燥工程における加熱処理により、原料粒子の凝集体の表面から容易に除去できる観点で、アンモニア、あるいは、メチルアミン、ジメチルアミン、エチレンジアミン、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の水溶性アミンが好ましく、アンモニアが特に好ましい。例えば、塩基性水溶液が10質量%アンモニア水であれば、塩基性物質であるアンモニアの濃度は5.6規定程度となる。入手や調製のし易さなどを考慮すると、塩基性水溶液としては、5規定以上の濃度を有するアンモニア水が好ましく、アンモニア含有量(質量%)換算の濃度で言えば、9.8質量%以上のアンモニア水が好ましく、10質量%以上のアンモニア水がより好ましく、20質量%以上のアンモニア水がさらに好ましい。As the basic substance, ammonia or water-soluble amines such as methylamine, dimethylamine, ethylenediamine, tetramethylammonium, and tetraethylammonium are preferred, and ammonia is particularly preferred, from the viewpoint of being easily removed from the surface of the aggregates of raw material particles by heat treatment in the drying process, which is the next process. For example, if the basic aqueous solution is 10% ammonia water by mass, the concentration of ammonia, which is a basic substance, is about 5.6N. Considering ease of availability and preparation, the basic aqueous solution is preferably ammonia water having a concentration of 5N or more, and in terms of concentration converted to ammonia content (mass%), ammonia water of 9.8% by mass or more is preferred, ammonia water of 10% by mass or more is more preferred, and ammonia water of 20% by mass or more is even more preferred.
塩基性水溶液の添加に際しては、容器中の原料粒子を撹拌羽根で攪拌させたり、気体流動などさせた状態で塩基性水溶液を噴霧し、原料粒子に対して均一に塩基性水溶液を接触させることが好ましい。噴霧に際しては、一流体ノズルや二流体ノズルもしくは超音波式スプレーでの添加が簡便で好ましい。この時、噴霧液の平均粒子径は100μm以下になるように選択することがより好ましい。さらに塩基性水溶液は、原料粒子を入れた反応器容器中に間欠的に供給してもよく、また、連続的に供給しても良い。When adding the basic aqueous solution, it is preferable to spray the basic aqueous solution while stirring the raw material particles in the container with a stirring blade or while gas is flowing, etc., so that the basic aqueous solution comes into uniform contact with the raw material particles. When spraying, it is preferable to add the basic aqueous solution using a one-fluid nozzle, two-fluid nozzle, or ultrasonic spray, which is easy to use. In this case, it is more preferable to select the average particle size of the spray liquid to be 100 μm or less. Furthermore, the basic aqueous solution may be supplied intermittently or continuously to the reactor container containing the raw material particles.
原料粒子表面の溶解と原料粒子同士の凝集を適度に生じさせることを考慮すると、反応温度は塩基性水溶液が液体を呈する範囲であることが必要であるため、一般的には15℃~85℃程度であることが好ましい。また、反応時間は短すぎると溶解などが起こり難く、長すぎると凝集が進みすぎる傾向にあるため、0.4時間~3時間の範囲で行うのが好ましい。なお、ここで言う反応時間とは、原料粒子に対して塩基性水溶液を添加した時点から次工程である乾燥工程を実施するために加熱を開始し始めた時点までの時間である。塩基性水溶液と原料粒子との接触処理を実施する際の圧力は特に限定されず、負圧下から加圧下までの範囲で適宜選択できる。また、接触処理は、バッチ式で行っても連続式で行ってもよい。Considering that the surface of the raw material particles is dissolved and the raw material particles are appropriately coagulated, the reaction temperature must be within the range in which the basic aqueous solution is liquid, and is generally preferably about 15°C to 85°C. In addition, if the reaction time is too short, dissolution is difficult to occur, and if it is too long, coagulation tends to proceed too much, so it is preferable to carry out the reaction within the range of 0.4 hours to 3 hours. The reaction time here refers to the time from the time when the basic aqueous solution is added to the raw material particles to the time when heating is started to carry out the next step, the drying step. The pressure when carrying out the contact treatment between the basic aqueous solution and the raw material particles is not particularly limited, and can be appropriately selected from the range of negative pressure to pressure. In addition, the contact treatment may be carried out in a batch system or a continuous system.
塩基性水溶液添加工程において、塩基性水溶液と原料粒子として用いたヒュームドシリカとの接触処理を終えた後は、乾燥工程を実施する。乾燥工程では、ヒュームドシリカに塩基性水溶液が添加された湿潤混合物を、塩基性物質の沸点以上の温度で加熱して乾燥させる。但し、使用する塩基性水溶液に含まれる塩基性物質の沸点が水の沸点を下回る場合には、乾燥工程では水の沸点以上の温度で加熱することが必要である。たとえば、塩基性物質がアンモニア(大気圧下における沸点は約-33℃)であり、大気圧下において乾燥工程を実施する場合には、水の沸点(大気圧下では100℃)以上の温度まで加熱することで乾燥工程を実施する。このように加熱処理を行うことで、原料粒子の凝集体の表面から塩基性物質を速やかかつ十分に除去できる。また、これにより乾燥工程において過剰な凝集が進行することを抑制できるため、5N以上の高濃度の塩基性物質を含む塩基性水溶液を用いた塩基性水溶液添加工程を実施した場合でも得られるシリカの粒径比Rを4.3~5.2、τ700を0.6以下、かつ、粒子密度を2.18g/cm3以上の範囲内により制御し易くなる。そして、結果的に、本実施形態のシリカを安定して得ることが容易となる。 In the basic aqueous solution addition step, after the contact treatment between the basic aqueous solution and the fumed silica used as the raw material particles is completed, a drying step is performed. In the drying step, the wet mixture in which the basic aqueous solution is added to the fumed silica is heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the basic substance to be dried. However, when the boiling point of the basic substance contained in the basic aqueous solution used is lower than the boiling point of water, it is necessary to heat at a temperature equal to or higher than the boiling point of water in the drying step. For example, when the basic substance is ammonia (boiling point at atmospheric pressure is about -33°C) and the drying step is performed under atmospheric pressure, the drying step is performed by heating to a temperature equal to or higher than the boiling point of water (100°C at atmospheric pressure). By performing the heat treatment in this manner, the basic substance can be quickly and sufficiently removed from the surface of the aggregate of the raw material particles. This also makes it possible to suppress the progression of excessive aggregation in the drying step, so that even when a basic aqueous solution addition step is carried out using a basic aqueous solution containing a high concentration of basic substance of 5N or more, it becomes easier to control the particle size ratio R of the obtained silica to within the ranges of 4.3 to 5.2, τ700 to 0.6 or less, and particle density to 2.18 g/ cm3 or more. As a result, it becomes easier to stably obtain the silica of this embodiment.
なお、使用する塩基性水溶液に含まれる塩基性物質の沸点が水の沸点よりも低い場合において、乾燥工程が大気圧下で実施されるときは、加熱温度は100℃以上であればよいが、150℃以上が好ましい。加熱温度を100℃以上とすることにより、乾燥時間を削減でき、かつ、塩基性物質の除去も十分に行える。なお、乾燥工程が大気圧下以外の圧力下で実施される場合、加熱温度は当該圧力下における水の沸点以上であればよく、当該圧力下における水の沸点+50℃以上が好ましい。また、乾燥処理時の加熱温度の上限値は特に限定されるものではないが、乾燥処理に用いる加熱装置の物理的耐熱性を考慮すると、300℃以下であることが好ましい。また、乾燥処理に際して、目的とする加熱温度までの昇温は、100℃/hr以下の昇温速度で実施することが好ましく、また、乾燥処理時には、窒素ガスなどの不活性ガスを供給するなどして不活性ガス雰囲気下で乾燥処理を行うことが好適である。In addition, when the boiling point of the basic substance contained in the basic aqueous solution used is lower than the boiling point of water, when the drying process is performed under atmospheric pressure, the heating temperature may be 100°C or higher, but 150°C or higher is preferable. By setting the heating temperature to 100°C or higher, the drying time can be reduced and the basic substance can be sufficiently removed. In addition, when the drying process is performed under a pressure other than atmospheric pressure, the heating temperature may be equal to or higher than the boiling point of water under that pressure, and is preferably equal to or higher than the boiling point of water under that pressure + 50°C. In addition, the upper limit of the heating temperature during the drying process is not particularly limited, but considering the physical heat resistance of the heating device used in the drying process, it is preferable that it is 300°C or lower. In addition, during the drying process, it is preferable to raise the temperature to the desired heating temperature at a heating rate of 100°C/hr or less, and it is preferable to perform the drying process under an inert gas atmosphere by supplying an inert gas such as nitrogen gas during the drying process.
乾燥工程を経て得られたシリカ(原料粒子に対応する一次粒子が凝集した凝集体)に対しては、粒径や粒度分布を調整するために、通常、粉砕工程を実施することが好ましい。粉砕装置としては、ジェットミル、ピンミルなどの粉砕対象となる粉体の圧縮が生じにくい粉砕装置を使用することが好ましく、特にジェットミルが好ましい。また、このような粉砕装置を用いて乾燥処理後のシリカを粉砕した場合、粒子径CD50と粒径比Rとの間には緩い相関関係が観察され、粒子径CD50が小さくなるに従い粒径比Rは大きくなる傾向にある。 It is usually preferable to carry out a pulverization process on the silica obtained through the drying process (aggregates of primary particles corresponding to the raw material particles) in order to adjust the particle size and particle size distribution. As a pulverization device, it is preferable to use a pulverization device such as a jet mill or a pin mill that does not easily cause compression of the powder to be pulverized, and a jet mill is particularly preferable. In addition, when silica after drying is pulverized using such a pulverization device, a loose correlation is observed between the particle size C D50 and the particle size ratio R, and the particle size ratio R tends to increase as the particle size C D50 decreases.
この場合、概ね粒子径CD50が4.0μm以下となるまで粉砕処理を実施すれば、粒径比Rを4.3以上に制御することが容易になる。なお、粒径比Rをより確実に4.3以上に制御するためには、粉砕処理は、粉砕処理終了時の粒子径CD50が3.5μm以下となるまで実施することがより好ましく、2.6μm以下となるまで実施することがさらに好ましく1.8μm以下となるまで実施することが特に好ましい。一方、粉砕処理時間が長時間になり生産性が低下することを回避するなどの実用上の観点からは、粉砕処理は、粉砕処理終了時の粒子径CD50が0.8μm以上となる範囲で実施することが好ましく、1.1μm以上となる範囲で実施することがより好ましく、1.2μm以上となる範囲で実施することがさらに好ましい。なお、上述したような製造プロセス上の事情を勘案すると、結果的に、本実施形態のシリカの粒子径CD50は、1.1μm~3.5μmであることが好ましく、1.2μm~2.6μmであることがより好ましく、1.2μm~1.8μmであることがさらに好ましい。 In this case, if the pulverization treatment is performed until the particle diameter C D50 is 4.0 μm or less, it is easy to control the particle diameter ratio R to 4.3 or more. In order to more reliably control the particle diameter ratio R to 4.3 or more, the pulverization treatment is more preferably performed until the particle diameter C D50 at the end of the pulverization treatment is 3.5 μm or less, more preferably until it is 2.6 μm or less, and particularly preferably until it is 1.8 μm or less. On the other hand, from the practical viewpoint of avoiding a decrease in productivity due to a long pulverization treatment time, the pulverization treatment is preferably performed in a range in which the particle diameter C D50 at the end of the pulverization treatment is 0.8 μm or more, more preferably in a range in which it is 1.1 μm or more, and even more preferably in a range in which it is 1.2 μm or more. In addition, taking into consideration the circumstances of the manufacturing process as described above, the particle diameter C D50 of the silica of this embodiment is preferably 1.1 μm to 3.5 μm, more preferably 1.2 μm to 2.6 μm, and further preferably 1.2 μm to 1.8 μm.
また、乾燥工程を経て得られたシリカ、あるいは、粉砕工程を経て得られたシリカに対しては、シリカ中に含まれる粗大粒子を除去するために、必要に応じて分級工程を実施してもよい。また、塩基性水溶液添加工程に先立ち、ヘンシェルミキサーなどを用いて原料粒子を攪拌混合する攪拌混合工程を実施してもよい。In addition, a classification process may be carried out as necessary for the silica obtained through the drying process or the silica obtained through the pulverization process in order to remove coarse particles contained in the silica. In addition, a stirring and mixing process may be carried out in which the raw material particles are stirred and mixed using a Henschel mixer or the like prior to the basic aqueous solution addition process.
以下に実施例を掲げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、後述する実施例および比較例における各種の物性値・特性値の測定方法は以下のとおりである。The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The methods for measuring various physical properties and characteristic values in the examples and comparative examples described below are as follows.
I.各種物性値の評価
各実施例、比較例において原料粒子として用いたヒュームドシリカ、および、塗料に配合したシリカの各種物性は以下のようにして測定した。
I. Evaluation of Various Physical Properties Various physical properties of the fumed silica used as raw material particles in each of the Examples and Comparative Examples, and the silica blended in the coating material were measured as follows.
1.比表面積
比表面積は、柴田理化学社製比表面積測定装置(SA-1000)を用いて、窒素吸着BET1点法により測定した。
1. Specific Surface Area The specific surface area was measured by a nitrogen adsorption BET single point method using a specific surface area measuring device (SA-1000) manufactured by Shibata Rikagaku Co., Ltd.
2.濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度(τ700)
τ700の測定は、Journal of Ceramic Society of Japan 101[6]、707-712(1993)に開示された測定方法により行った。具体的には、ガラス製のサンプル管瓶(アズワン社製、内容量30ml、外径約28mm)に粉末サンプル0.3gと蒸留水20mlとを充填した。次に、超音波細胞破砕器(BRANSON社製Digital Sonifier Model 250、プローブ:1/4インチマイクロチップ)のプローブチップを、サンプル管瓶内に充填した粉末サンプル0.3gと蒸留水との混合物の水面下10mmの位置に設置した。この状態で、出力39%で(30W)、分散時間180秒の条件にて超音波攪拌することにより、粉末サンプル0.3gを蒸留水に微分散させた水分散液(粉末サンプル0.3g濃度:1.48質量%)を得た。続いて、得られた水分散液の波長700nmの光に対する吸光度を分光光度計(日本分光社製、V-530)を用いて測定した。なお、吸光度の測定に用いた測定セルとしては、側面が摺りガラスからなり、かつ、光路長10mmの石英セルを使用した。
2. Absorbance (τ700) of a 1.48% by mass aqueous dispersion at a wavelength of 700 nm
The measurement of τ700 was performed by the measurement method disclosed in Journal of Ceramic Society of Japan 101[6], 707-712 (1993). Specifically, 0.3 g of powder sample and 20 ml of distilled water were filled into a glass sample vial (manufactured by AS ONE, capacity 30 ml, outer diameter approximately 28 mm). Next, the probe tip of an ultrasonic cell disrupter (BRANSON Digital Sonifier Model 250, probe: 1/4 inch microtip) was placed 10 mm below the water surface of the mixture of 0.3 g of powder sample and distilled water filled in the sample vial. In this state, ultrasonic stirring was performed under conditions of output 39% (30 W) and dispersion time 180 seconds, to obtain an aqueous dispersion (powder sample 0.3 g concentration: 1.48 mass%) in which 0.3 g of powder sample was finely dispersed in distilled water. Subsequently, the absorbance of the obtained aqueous dispersion at a wavelength of 700 nm was measured using a spectrophotometer (V-530, manufactured by JASCO Corporation). The measurement cell used for the absorbance measurement was a quartz cell with a ground glass side and an optical path length of 10 mm.
3.嵩密度(ρ)
嵩密度の測定は以下の手順で実施した。まず、容量が1Lの樹脂性メスシリンダーを電子天秤の上に設置した後に風袋引きをし、次に、樹脂性メスシリンダーに粉末サンプルを約1L充填し重量M(g)を記録する。ついで、タッピング高さ(落下距離)を10cmとして、手で三十回タッピングを行った後の容積V(ml)を測定し、下式(2)に基づき嵩密度ρを計算した。
・式(2) 嵩密度ρ=1000×M/V(g/L)
3. Bulk density (ρ)
The bulk density was measured by the following procedure. First, a resin graduated cylinder with a capacity of 1 L was placed on an electronic balance and then tared. Next, about 1 L of a powder sample was filled into the resin graduated cylinder and the weight M (g) was recorded. Next, the volume V (ml) was measured after tapping 30 times by hand with a tapping height (drop distance) of 10 cm, and the bulk density ρ was calculated based on the following formula (2).
・Formula (2) Bulk density ρ = 1000 x M/V (g/L)
4.レーザー回折散乱法による体積基準累積50%径(LD50)
粒子径LD50は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA950V2)を用いて測定した。なお、LA950V2の内部設定値としてはCirculation 5、Agitaion 7、UltraSonic 4分の条件に設定した。また、測定に際しては、乾燥したシリカ粉末0.1gを直接装置に入れて測定を行った。
4. Volume-based cumulative 50% diameter ( LD50 ) measured by laser diffraction scattering method
The particle diameter LD50 was measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution analyzer (LA950V2, manufactured by Horiba, Ltd.). The internal settings of the LA950V2 were set to the following conditions: Circulation 5, Agitaion 7, and UltraSonic 4 minutes. In addition, 0.1 g of dried silica powder was directly placed in the device and the measurement was performed.
5.コールターカウンター法による体積基準累積50%粒子径(CD50)
粒子径CD50の測定は以下の手順で実施した。まず、メタノール50gとシリカ粉末0.2gとの混合物を、超音波洗浄機(日本エマソン株式会社製、B1510J‐MT)を用いて3分間分散処理することでアルコール分散液を準備した。次に、アルコール分散液中に分散したシリカ粒子の粒径を、粒度分布測定装置(コールター社製、TA II型)により、アパーチャーチューブ50μmを使用して測定した。なお、粒度分布測定装置の電解液としてはアイソトンIIを使用した。
5. Volume-based cumulative 50% particle size ( C D50) measured by the Coulter counter method
The particle size C D50 was measured by the following procedure. First, a mixture of 50 g of methanol and 0.2 g of silica powder was dispersed for 3 minutes using an ultrasonic cleaner (B1510J-MT, manufactured by Emerson Japan Co., Ltd.) to prepare an alcohol dispersion. Next, the particle size of the silica particles dispersed in the alcohol dispersion was measured using a particle size distribution measuring device (TA II type, manufactured by Coulter Co., Ltd.) with an aperture tube of 50 μm. Isoton II was used as the electrolyte for the particle size distribution measuring device.
6.Heピクノメーターによる粒子密度
粒子密度の測定は、以下の手順により実施した。まず、超硬合金製プレス金型(直径50mm×高さ75mm)内に測定対象となる粉末サンプルを充填した後、プレス装置(MASADASEISAKUSHO社製、MH-15TONプレス(ラム径55mm))を用いて、測定対象となる粉末サンプルを15トンの圧力下で圧縮成形(一軸プレス)した。約2秒間、圧力を加えた後に、金型内から圧縮処理された粉末サンプルを取り出した。次に、圧縮処理されたシリカを真空乾燥器中にて、温度:200℃、-0.095PaG以下の圧力下で8時間乾燥処理し、真空乾燥器中にて減圧下において室温まで放冷することにより、測定サンプルを得た。
6. Particle density by He pycnometer The particle density was measured by the following procedure. First, a powder sample to be measured was filled in a cemented carbide press die (diameter 50 mm x height 75 mm), and then the powder sample to be measured was compression molded (uniaxial press) under a pressure of 15 tons using a press device (MH-15TON press (ram diameter 55 mm) manufactured by MASADASEISAKUSHO). After applying pressure for about 2 seconds, the compressed powder sample was removed from the die. Next, the compressed silica was dried in a vacuum dryer at a temperature of 200°C and a pressure of -0.095 PaG or less for 8 hours, and then cooled to room temperature under reduced pressure in the vacuum dryer to obtain a measurement sample.
得られた測定サンプルを、乾式自動密度計(島津製作所製、AccuPyc1330型)を用いて、10mlサンプルインサートおよび圧力0.16PaのHeガスを用いて測定した。なお、密度測定時における密度計の測定温度は恒温水循環により25℃に保持した。The obtained measurement samples were measured using a dry automatic density meter (Shimadzu Corporation, AccuPyc1330 type) with a 10 ml sample insert and He gas at a pressure of 0.16 Pa. The measurement temperature of the density meter during density measurement was kept at 25°C by circulating constant temperature water.
7.pH
pHの測定は以下の手順により実施した。まず、粉末サンプル5gに、脱気された純水100mlを加えてスターラーで10分間撹拌することで、pH測定用のスラリーを調製した。次に、このスラリーのpHを堀場社製PHメーターF-52型を使用して測定した。pH計の校正にはpH4およびpH9の標準液を使用した。
7. pH
The pH was measured by the following procedure. First, 100 ml of degassed pure water was added to 5 g of the powder sample and stirred with a stirrer for 10 minutes to prepare a slurry for pH measurement. Next, the pH of this slurry was measured using a HORIBA PH meter F-52. Standard solutions of pH 4 and pH 9 were used to calibrate the pH meter.
8.ジブチルフタレート(DBP)吸油量
シリカ粉末のDBP吸油量は、あさひ総研社製吸油量測定装置H5000型を使用して、JISK6217-4に基づき測定した。
8. Dibutyl phthalate (DBP) oil absorption The DBP oil absorption of the silica powder was measured using an oil absorption measuring device Model H5000 manufactured by Asahi Soken Co., Ltd. in accordance with JIS K6217-4.
II.塗料および塗膜の各種物性値・特性値の評価
塗料および塗膜の各種物性値・特性値の評価を行うために、以下の手順により塗料および塗膜を準備した。
II. Evaluation of Various Physical Properties and Characteristic Values of Paints and Coating Films In order to evaluate the various physical properties and characteristic values of paints and coating films, paints and coating films were prepared according to the following procedure.
<塗料の調製>
塗料用の樹脂組成物(大日精化社製、Leatheroid(レザロイド) LU-1500(芳香族系ウレタン塗料樹脂固形分20%))50gと、MEK(メチルエチルケトン)33.3gと、DMF(ジメチルホルムアミド)16.7gと、各実施例および比較例のシリカ粉末2.5gとを混合した混合物を、ホモミキサーで8000rpm(周速11.7m/S)6分間分散処理することで、塗料(クリアー塗料)を調製した。
<Preparation of Paint>
A paint (clear paint) was prepared by mixing 50 g of a paint resin composition (Dainichiseika Chemicals Co., Ltd., Leatheroid LU-1500 (aromatic urethane paint resin solids content 20%), 33.3 g of MEK (methyl ethyl ketone), 16.7 g of DMF (dimethylformamide), and 2.5 g of silica powder of each of the Examples and Comparative Examples, and dispersing the mixture in a homomixer at 8000 rpm (circumferential speed 11.7 m/S) for 6 minutes.
<塗膜の調製>
上記の塗料を、塗装面が黒色のウレタン合皮に対して、バーコーターNo14を用いて塗装を行った。続いて、塗装後に、60℃で1時間乾燥処理し、さらに室温にて12時間放置することにより、塗装面に塗膜が形成されたウレタン合皮を得た。なお、塗膜の形成に用いたウレタン合皮の塗装面のL*値は25.0であり、グロス値(入射角:60度のグロス値)は3.5%である。なお、ウレタン合皮の塗装面のL*値およびグロス値は、下記に説明する測定方法により測定した値である。
<Preparation of Coating Film>
The above paint was applied to a urethane synthetic leather with a black painted surface using a bar coater No. 14. After painting, the surface was dried at 60°C for 1 hour and then left at room temperature for 12 hours to obtain a urethane synthetic leather with a coating film formed on the painted surface. The L * value of the painted surface of the urethane synthetic leather used to form the coating film was 25.0, and the gloss value (gloss value at an incidence angle of 60 degrees) was 3.5%. The L * value and gloss value of the painted surface of the urethane synthetic leather were measured using the measurement method described below.
9.粒ゲージ値
粒ゲージ値は、塗料をJIS K 5600-2-5に基づき100μmの粒ゲージを使用して測定した。
9. Grain Gauge Value The grain gauge value was measured using a 100 μm grain gauge for the paint in accordance with JIS K 5600-2-5.
10.粘度およびTI
粘度は、25℃の恒温水槽中に2時間放置した後の塗料について、BL型回転粘度計を用いて25℃で60rpmおよび6rpmの条件で測定した。なお、表3および表4には、60rpmで測定した粘度を示した。また、6rpmにおける粘度を、60rpmにおける粘度で除した値を、TI(チキソトロピーインデックス)として求めた。
10. Viscosity and TI
The viscosity of the paint was measured at 25° C., 60 rpm and 6 rpm using a BL type rotational viscometer after leaving the paint in a thermostatic water bath at 25° C. for 2 hours. The viscosity measured at 60 rpm is shown in Tables 3 and 4. The value obtained by dividing the viscosity at 6 rpm by the viscosity at 60 rpm was calculated as the TI (thixotropy index).
11.L*値
L*値は、塗膜が形成されたウレタン合皮の塗膜が形成された面について、分光測色計(コニカミノルタ社製、CM-5型)で測定した。表色系としてはL*a*b*(CIE1976)を使用し、測定径8mmのSCI(正反射光を含んだ値)でL*値を測定した。このL*値は漆黒度の指標である。
11. L * Value The L * value was measured on the surface of the urethane synthetic leather on which the coating was formed, using a spectrophotometer (CM-5 model, manufactured by Konica Minolta, Inc.). The L * a * b * (CIE1976) color system was used, and the L * value was measured using SCI (value including regular reflected light) with a measurement diameter of 8 mm. This L * value is an index of jet blackness.
12.グロス値
グロス値は、塗膜が形成されたウレタン合皮の塗膜が形成された面について、JIS Z 8741に準じて測定した。測定に際しては光沢度計(RHOPINT社製、IQ3型)を用い、入射角60度の光沢度(グロス値)を評価した。
12. Gloss Value The gloss value was measured for the surface of the urethane synthetic leather on which the coating film was formed, in accordance with JIS Z 8741. A gloss meter (IQ3 model, manufactured by RHOPINT) was used for the measurement, and the gloss (gloss value) was evaluated at an incidence angle of 60 degrees.
13.目視評価
塗膜が形成されたウレタン合皮の塗膜が形成された面について、目視により観察し評価した。評価基準は以下の通りである。
A:下記B評価の場合と比べて、さらに漆黒性に優れる。
B:全体に白い部分は確認されず、十分な艶消し性、漆黒性をもつ。
C:部分的に白濁などが観察される。
D:全体に白濁などが観察される。
13. Visual Evaluation The surface of the urethane synthetic leather on which the coating film was formed was visually observed and evaluated. The evaluation criteria are as follows:
A: The jet black color is superior to the case of the following B rating.
B: No white areas are observed throughout the entire surface, and the surface has a sufficiently matte finish and jet black color.
C: Partial clouding is observed.
D: Overall turbidity is observed.
(実施例1)
原料粒子として比表面積が300m2/g、τ700が0.084、嵩密度が75g/L、粒子密度が2.209g/cm3のヒュームドシリカを用いた。この原料粒子5Kgを内容積300Lのヘンシェル型ミキサー中に投入して攪拌混合した後、ミキサー内に窒素ガスを導入することによりミキサー内の雰囲気ガスを窒素ガスに置換した。続いて、ミキサー内の温度を80℃に加熱した状態で、濃度25質量%のアンモニア水250mlを一流体ノズルを使用して流量500ml/hrにてミキサー内に供給することで、原料粒子をアンモニア水により湿潤させた湿潤混合物を得た。なお、実施例1において原料粒子として用いたヒュームドシリカは、何らの表面処理もなされていないものである。この点は、他の実施例および比較例において原料粒子として用いたヒュームドシリカも同様である。
Example 1
Fumed silica with a specific surface area of 300 m 2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 75 g/L, and particle density of 2.209 g/cm 3 was used as the raw material particles. 5 kg of the raw material particles were charged into a Henschel type mixer with an internal volume of 300 L and stirred and mixed, and then nitrogen gas was introduced into the mixer to replace the atmospheric gas in the mixer with nitrogen gas. Next, with the temperature inside the mixer heated to 80° C., 250 ml of ammonia water with a concentration of 25% by mass was supplied into the mixer at a flow rate of 500 ml/hr using a one-fluid nozzle to obtain a wet mixture in which the raw material particles were moistened with ammonia water. The fumed silica used as the raw material particles in Example 1 was not subjected to any surface treatment. This point is the same for the fumed silica used as the raw material particles in other Examples and Comparative Examples.
続いて、湿潤混合物の撹拌を続けつつミキサー内に40L/hrで窒素を供給しながら180℃まで100℃/hrで昇温した。そして、ミキサー内を180℃で1時間保持することにより、乾燥処理されたシリカ粉末を得た。次に乾燥処理後のシリカ粉末を、ジェットミル(セイシン企業社製、STJ315型)により粉砕し、粒子径CD50が1.4μmとなるように調整することで、実施例1のシリカ粉末を得た。なお、以下に説明する実施例および比較例において使用したジェットミルに関して、特に説明が無い場合は、セイシン企業社製、STJ315型を用いている。 Next, the wet mixture was stirred and nitrogen was supplied into the mixer at 40 L/hr while the temperature was raised to 180° C. at 100° C./hr. The mixer was then held at 180° C. for 1 hour to obtain a dried silica powder. The dried silica powder was then pulverized using a jet mill (STJ315, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) and adjusted to a particle size C D50 of 1.4 μm to obtain the silica powder of Example 1. In the following examples and comparative examples, unless otherwise specified, the jet mill used was STJ315, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.
(実施例2)
粉砕工程において、粒子径CD50が2.6μmとなるようにジェットミルにより粉砕した以外は、実施例1と同様のプロセスを実施することで、実施例2のシリカ粉末を得た。
Example 2
A silica powder of Example 2 was obtained by carrying out the same process as in Example 1, except that in the pulverization step, pulverization was carried out using a jet mill so that the particle size C D50 became 2.6 μm.
(実施例3)
原料粒子として比表面積が300m2/g、τ700が0.084、嵩密度が61g/L、粒子密度が2.209g/cm3のヒュームドシリカを使用し、塩基性水溶液として濃度18質量%のアンモニア水340mlを原料粒子に添加した以外は実施例1と同様のプロセスを実施することで、実施例3のシリカ粉末を得た。
Example 3
The silica powder of Example 3 was obtained by carrying out the same process as in Example 1 , except that fumed silica having a specific surface area of 300 m2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 61 g/L, and particle density of 2.209 g/cm3 was used as the raw material particles, and 340 ml of ammonia water having a concentration of 18% by mass was added as the basic aqueous solution to the raw material particles.
(実施例4)
原料粒子として比表面積が250m2/g、τ700が0.114、嵩密度85g/L、粒子密度が2.205g/cm3のヒュームドシリカを使用し、塩基性水溶液として濃度25質量%のアンモニア水223mlを原料粒子に添加した以外は実施例1と同様のプロセスを実施することで、実施例4のシリカ粉末を得た。
Example 4
The silica powder of Example 4 was obtained by carrying out the same process as in Example 1 , except that fumed silica having a specific surface area of 250 m2 /g, τ700 of 0.114, bulk density of 85 g/L, and particle density of 2.205 g/cm3 was used as the raw material particles, and 223 ml of ammonia water having a concentration of 25% by mass was added as the basic aqueous solution to the raw material particles.
(実施例5)
原料粒子に添加する塩基性水溶液として用いたアンモニア水の濃度を9.8質量%とし、原料粒子に対するアンモニア水の添加量を600mlとした以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が1.3μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、実施例5のシリカ粉末を得た。
Example 5
The basic aqueous solution adding step and the drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that the concentration of the ammonia water used as the basic aqueous solution added to the raw material particles was 9.8 mass %, and the amount of ammonia water added to the raw material particles was 600 ml. Thereafter, the silica after the drying treatment was pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 was 1.3 μm, thereby obtaining a silica powder of Example 5.
(実施例6)
原料粒子として比表面積が300m2/g、τ700が0.084、嵩密度が100g/L、粒子密度が2.209g/cm3のヒュームドシリカを使用した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が1.1μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、実施例6のシリカ粉末を得た。
Example 6
The basic aqueous solution addition step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that fumed silica with a specific surface area of 300 m2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 100 g/L, and particle density of 2.209 g/ cm3 was used as the raw material particles. The silica after the drying treatment was then pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 was 1.1 μm, thereby obtaining silica powder of Example 6.
(実施例7)
原料粒子として比表面積380m2/g、τ700が0.067、嵩密度が55g/L、粒子密度が2.210g/cm3のヒュームドシリカを使用した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が1.2μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、実施例7のシリカ粉末を得た。
(Example 7)
The basic aqueous solution addition step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that fumed silica with a specific surface area of 380 m2 /g, τ700 of 0.067, bulk density of 55 g/L, and particle density of 2.210 g/ cm3 was used as the raw material particles. The silica after the drying treatment was then pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 was 1.2 μm, thereby obtaining a silica powder of Example 7.
(実施例8)
乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が3.5μmとなるようにジェットミルにより粉砕した以外は実施例1と同様のプロセスを実施することで、実施例8のシリカ粉末を得た。
(Example 8)
The same process as in Example 1 was carried out except that the dried silica was pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 was 3.5 μm, thereby obtaining a silica powder of Example 8.
(実施例9)
原料粒子として比表面積が225m2/g、τ700が0.128、嵩密度が110g/L、粒子密度が2.203g/cm3のヒュームドシリカを用い、塩基性水溶液として濃度14質量%のアンモニア水500mlを原料粒子に添加した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程と乾燥工程とを実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が3.3μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、実施例9のシリカ粉末を得た。
(Example 9)
The raw material particles were fumed silica having a specific surface area of 225 m2 /g, τ700 of 0.128, bulk density of 110 g/L, and particle density of 2.203 g/ cm3 , and the basic aqueous solution adding step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that 500 ml of ammonia water having a concentration of 14% by mass was added to the raw material particles as the basic aqueous solution. Thereafter, the silica after the drying treatment was pulverized by a jet mill so that the particle diameter C D50 was 3.3 μm, thereby obtaining a silica powder of Example 9.
(実施例10)
原料粒子として比表面積が220m2/g、τ700が0.130、嵩密度が40g/L、粒子密度が2.203g/cm3のヒュームドシリカを用い、塩基性水溶液として濃度10質量%のアンモニア水650mlを原料粒子に対して添加した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程と乾燥工程とを実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が3.0μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、実施例10のシリカ粉末を得た。
(Example 10)
The raw material particles were fumed silica having a specific surface area of 220 m2 /g, τ700 of 0.130, bulk density of 40 g/L, and particle density of 2.203 g/ cm3 , and the basic aqueous solution adding step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that 650 ml of ammonia water having a concentration of 10% by mass was added to the raw material particles as the basic aqueous solution. Thereafter, the silica after the drying treatment was pulverized by a jet mill so that the particle diameter C D50 was 3.0 μm, thereby obtaining a silica powder of Example 10.
(実施例11)
実施例1において、ミキサー内を窒素置換する際および窒素置換した後の温度を室温(20℃)に保持した以外は、実施例1と同様のプロセスを実施することで、実施例11のシリカ粉末を得た。
Example 11
The same process as in Example 1 was carried out, except that the temperature in the mixer during and after the nitrogen replacement was kept at room temperature (20° C.), to obtain a silica powder of Example 11.
(比較例1)
塩基性水溶液として用いたアンモニア水の濃度を2質量%とし、原料粒子に対するアンモニア水の添加量を400mlとした以外は実施例1と同様のプロセスを実施することで、比較例1のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 1)
The silica powder of Comparative Example 1 was obtained by carrying out the same process as in Example 1, except that the concentration of the ammonia water used as the basic aqueous solution was 2 mass % and the amount of ammonia water added to the raw material particles was 400 ml.
(比較例2)
原料粒子として比表面積が300m2/g、τ700が0.084、嵩密度が25g/L、粒子密度が2.209g/cm3のヒュームドシリカを使用し、塩基性水溶液として濃度0.15質量%のアンモニア水1000mlを原料粒子に添加した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が2.2μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、比較例2のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 2)
The raw material particles were fumed silica with a specific surface area of 300 m2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 25 g/L, and particle density of 2.209 g/ cm3 , and the basic aqueous solution adding step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that 1000 ml of ammonia water with a concentration of 0.15 mass% was added to the raw material particles as the basic aqueous solution. Thereafter, the dried silica was pulverized by a jet mill so that the particle diameter C D50 was 2.2 μm, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 2.
(比較例3)
原料粒子として比表面積が200m2/g、τ700が0.157、嵩密度が75g/L、粒子密度が2.200g/cm3のヒュームドシリカを使用した以外は実施例1と同様のプロセスを実施することで、比較例3のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 3)
The silica powder of Comparative Example 3 was obtained by carrying out the same process as in Example 1, except that fumed silica with a specific surface area of 200 m2 /g, τ700 of 0.157, bulk density of 75 g/L, and particle density of 2.200 g/ cm3 was used as the raw material particles.
(比較例4)
塩基性水溶液としてJIS K 1408で規定される3号ケイ酸ナトリウムを濃度1質量%に希釈した塩基性水溶液(pH10.8)1500mlを原料粒子に対して添加した以外は実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が2.3μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、比較例4のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 4)
The basic aqueous solution adding step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1, except that 1500 ml of a basic aqueous solution (pH 10.8) prepared by diluting sodium silicate No. 3 defined in JIS K 1408 to a concentration of 1% by mass was added to the raw material particles as the basic aqueous solution. Thereafter, the silica after the drying treatment was pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 was 2.3 μm, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 4.
(比較例5)
比較例5のシリカ粉末として、市販の湿式シリカ粉砕品(トクヤマ社製、比表面積200m2/gのファインシールE-50)をそのまま用いた。
(Comparative Example 5)
As the silica powder of Comparative Example 5, a commercially available wet-ground silica product (Tokuyama Corp., Finesil E-50, specific surface area 200 m 2 /g) was used as it was.
(比較例6)
比較例6のシリカ粉末として、市販のゲル法シリカ(北京航天賽徳社製、ゲル法シリカSD-450)をそのまま用いた。
(Comparative Example 6)
As the silica powder of Comparative Example 6, commercially available gel-process silica (Beijing Aerospace Satelite Co., Ltd., gel-process silica SD-450) was used as it was.
(比較例7)
原料粒子として比表面積が297m2/g、τ700が0.084、嵩密度が27g/L、粒子密度が2.208g/cm3のヒュームドシリカを用いた。この原料粒子5Kgを内容積300Lのヘンシェル型ミキサー中に投入して攪拌混合した後、ミキサー内に窒素ガスを導入することによりミキサー内の雰囲気ガスを窒素ガスに置換した。続いて、ミキサー内の温度を常温(25℃)に保持した状態で、濃度10ppmのアンモニア水(pH=10.2)750mlを一流体ノズルを使用して流量500ml/hrにてミキサー内に供給することで、原料粒子をアンモニア水により湿潤させた湿潤混合物を得た。
(Comparative Example 7)
Fumed silica with a specific surface area of 297 m 2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 27 g/L, and particle density of 2.208 g/cm 3 was used as the raw material particles. 5 kg of the raw material particles were charged into a Henschel type mixer with an internal volume of 300 L and stirred and mixed, and then nitrogen gas was introduced into the mixer to replace the atmospheric gas in the mixer with nitrogen gas. Next, while maintaining the temperature in the mixer at room temperature (25° C.), 750 ml of ammonia water (pH=10.2) with a concentration of 10 ppm was supplied into the mixer using a one-fluid nozzle at a flow rate of 500 ml/hr to obtain a wet mixture in which the raw material particles were wetted with ammonia water.
続いて、湿潤混合物の撹拌を続けつつミキサー内に40L/hrで窒素を供給しながら180℃まで100℃/hrで昇温した。そして、ミキサー内を180℃で1時間保持することにより、乾燥処理された比較例7のシリカ粉末を得た。 Next, while continuing to stir the wet mixture, the temperature was raised to 180°C at 100°C/hr while supplying nitrogen into the mixer at 40 L/hr. The temperature inside the mixer was then held at 180°C for 1 hour to obtain the dried silica powder of Comparative Example 7.
(比較例8)
比較例7のシリカ粉末を、粒子径CD50が2.6μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、比較例8のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 8)
The silica powder of Comparative Example 7 was pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 became 2.6 μm, thereby obtaining the silica powder of Comparative Example 8.
(比較例9)
比較例7のシリカ粉末を、粒子径CD50が1.1μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、比較例9のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 9)
The silica powder of Comparative Example 7 was pulverized by a jet mill so that the particle size C D50 became 1.1 μm, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 9.
(比較例10)
比較例7と同様にして塩基性水溶液添加工程を実施することにより原料粒子をアンモニア水により湿潤させた湿潤混合物を得た。続いて、湿潤混合物を、シングルトラックジェットミル(セイシン企業社製、FS4型)を使用して粉砕した。その後、得られた粉砕物を、整置式の棚段乾燥器内に設置して、温度120℃で粉砕物中の含水率が3%となるまで乾燥させることにより、比較例10のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 10)
The basic aqueous solution addition step was carried out in the same manner as in Comparative Example 7 to obtain a wet mixture in which the raw material particles were wetted with ammonia water. The wet mixture was then pulverized using a single track jet mill (FS4 type, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). The pulverized material obtained was then placed in a regular tray dryer and dried at a temperature of 120° C. until the moisture content in the pulverized material reached 3%, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 10.
(比較例11)
比較例7と同様にして塩基性水溶液添加工程を実施することにより原料粒子をアンモニア水により湿潤させた湿潤混合物を得た。続いて、湿潤混合物を、ピン付ディスクミル自由粉砕器(奈良機械製作所製、M-3型)を使用して粉砕した。その後、得られた粉砕物を、1Lの金属広口瓶内に設置して温度55℃で20分間乾燥した後、整置式の棚段乾燥器内に設置して、温度120℃で粉砕物中の含水率が3%となるまで乾燥させることにより、比較例11のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 11)
A wet mixture was obtained by wetting the raw material particles with ammonia water by carrying out the basic aqueous solution addition step in the same manner as in Comparative Example 7. The wet mixture was then pulverized using a pinned disk mill free pulverizer (M-3 type, manufactured by Nara Machinery Works, Ltd.). The pulverized material obtained was then placed in a 1 L wide-mouth metal bottle and dried at a temperature of 55°C for 20 minutes, and then placed in a regular tray dryer and dried at a temperature of 120°C until the moisture content in the pulverized material reached 3%, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 11.
(比較例12)
比較例11のシリカ粉末を、再度、ピン付ディスクミル自由粉砕器(奈良機械製作所製、M-3型)を使用して粉砕することにより、比較例12のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 12)
The silica powder of Comparative Example 11 was again pulverized using a pinned disc mill free pulverizer (M-3 type, manufactured by Nara Machinery Works, Ltd.) to obtain a silica powder of Comparative Example 12.
(比較例13)
原料粒子として比表面積が297m2/g、τ700が0.084、嵩密度が54g/L、粒子密度が2.208g/cm3のヒュームドシリカを用いた。この原料粒子5Kgを内容積300Lのヘンシェル型ミキサー中に投入して攪拌混合した後、ミキサー内に窒素ガスを導入することによりミキサー内の雰囲気ガスを窒素ガスに置換した。続いて、ミキサー内の温度を70℃に加熱した状態で、JIS K 1408で規定される3号ケイ酸ナトリウムを濃度1質量%に希釈したケイ酸ナトリウム水溶液(pH10.8)3000mlをミキサー内に供給することで、原料粒子をケイ酸ナトリウム水溶液により湿潤させた湿潤混合物を得た。
(Comparative Example 13)
Fumed silica with a specific surface area of 297 m 2 /g, τ700 of 0.084, bulk density of 54 g/L, and particle density of 2.208 g/cm 3 was used as the raw material particles. 5 kg of the raw material particles were charged into a Henschel type mixer with an internal volume of 300 L and stirred and mixed, and then nitrogen gas was introduced into the mixer to replace the atmospheric gas in the mixer with nitrogen gas. Next, with the temperature inside the mixer heated to 70° C., 3000 ml of a sodium silicate aqueous solution (pH 10.8) in which sodium silicate No. 3 specified in JIS K 1408 was diluted to a concentration of 1 mass % was supplied into the mixer, thereby obtaining a wet mixture in which the raw material particles were wetted with the sodium silicate aqueous solution.
続いて、湿潤混合物をシングルトラックジェットミル(セイシン企業社製、FS4型)を使用して粉砕した。そして、得られた粉砕物を、整置式の棚段乾燥器内に設置して、温度127℃で粉砕物中の含水率が4.2%となるまで乾燥させることにより、比較例13のシリカ粉末を得た。The wet mixture was then pulverized using a single track jet mill (FS4 model, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). The pulverized material was then placed in a regular tray dryer and dried at 127°C until the moisture content of the pulverized material reached 4.2%, to obtain the silica powder of Comparative Example 13.
(比較例14)
嵩密度を25g/Lとした以外は実施例1で用いたヒュームドシリカと同一の比表面積、粒子密度およびτ700を有するヒュームドシリカを原料粒子として使用し、使用した原料粒子が異なる以外は実施例1と同様にして、塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施した。その後、乾燥処理後のシリカを、粒子径CD50が1.1μmとなるようにジェットミルにより粉砕することで、比較例14のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 14)
Fumed silica having the same specific surface area, particle density, and τ700 as the fumed silica used in Example 1 except that the bulk density was 25 g/L was used as the raw material particles, and the basic aqueous solution addition step and drying step were carried out in the same manner as in Example 1 except that the raw material particles used were different. Thereafter, the silica after the drying treatment was pulverized by a jet mill so that the particle diameter C D50 was 1.1 μm, thereby obtaining a silica powder of Comparative Example 14.
(比較例15)
嵩密度を120g/Lとした以外は実施例1で用いたヒュームドシリカと同一の比表面積、粒子密度およびτ700を有するヒュームドシリカを原料粒子として使用し、使用した原料粒子が異なる以外は実施例1と同様のプロセスを実施することにより、比較例15のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 15)
A fumed silica having the same specific surface area, particle density and τ700 as the fumed silica used in Example 1 except that the bulk density was 120 g/L was used as the raw material particles, and a process similar to that of Example 1 was carried out except that the raw material particles used were different, to obtain a silica powder of Comparative Example 15.
(比較例16)
原料粒子に対するアンモニア水の添加量を780mlとした以外は、実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施することにより、乾燥処理されたシリカ粉末を得た。次に乾燥処理後のシリカを、ジェットミルにより粉砕し、粒子径CD50が1.4μmとなるように調整することで、比較例16のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 16)
Except for changing the amount of ammonia water added to the raw material particles to 780 ml, the basic aqueous solution adding step and the drying step were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a dried silica powder. Next, the dried silica was pulverized by a jet mill and adjusted to have a particle size C D50 of 1.4 μm to obtain a silica powder of Comparative Example 16.
(比較例17)
原料粒子に対するアンモニア水の添加量を165mlとした以外は、実施例1と同様にして塩基性水溶液添加工程および乾燥工程を実施することにより、乾燥処理されたシリカ粉末を得た。次に乾燥処理後のシリカを、ジェットミルにより粉砕し、粒子径CD50が1.4μmとなるように調整することで、比較例17のシリカ粉末を得た。
(Comparative Example 17)
Except for changing the amount of ammonia water added to the raw material particles to 165 ml, the basic aqueous solution adding step and the drying step were carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a dried silica powder. Next, the dried silica was pulverized by a jet mill and adjusted to have a particle size C D50 of 1.4 μm to obtain a silica powder of Comparative Example 17.
各実施例および比較例のシリカ粉末の製造条件を表1および表2に示す。また、各実施例および比較例のシリカ粉末を用いて調製された塗料の物性値、および、この塗料を用いて形成された塗膜の評価結果を表3および表4に示す。The manufacturing conditions of the silica powder of each Example and Comparative Example are shown in Tables 1 and 2. In addition, the physical properties of the paints prepared using the silica powder of each Example and Comparative Example, and the evaluation results of the coating films formed using these paints are shown in Tables 3 and 4.
<塗料用の樹脂組成物に対する分散性の評価>
実施例6および実施例10のシリカ粉末と比較例14のシリカ粉末について、塗料の調製に用いる樹脂組成物(脂肪族系ウレタン樹脂を主成分とする樹脂組成物)に対する分散性を以下の手順で評価した。
<Evaluation of dispersibility in resin compositions for paints>
The silica powders of Examples 6 and 10 and the silica powder of Comparative Example 14 were evaluated for dispersibility in a resin composition (a resin composition containing an aliphatic urethane resin as a main component) used in preparing a coating material by the following procedure.
まず、容器内に満たされた樹脂組成物(深藍科技社製、BLLK-2000(脂肪族ウレタン塗料;固形分含有量15%、トルエン/IPA(イソプロピルアルコール)=9/1(質量比)からなる溶媒含有量:85%)100gの上部に、シリカ粉末3.75gを添加した。次に、外径40mmディスパー翼撹拌機で2500rpm(周速5.2m/S)で撹拌した。この際、シリカ粉末が樹脂組成物中に満遍なく均一に分散し終えるまで攪拌を継続した。シリカ粉末が樹脂組成物中に満遍なく均一に分散し終えたか否かは目視で確認した。そして、攪拌開始から攪拌終了までの時間を計測した。その結果、シリカ粉末が樹脂組成物中に満遍なく均一に分散し終えるまでの時間は、実施例6のシリカ粉末では4分、実施例10のシリカ粉末では5.3分であるのに対し、比較例14のシリカ粉末では8分であることが確認された。First, 3.75 g of silica powder was added to the top of 100 g of resin composition (BLLK-2000 (aliphatic urethane paint; solids content 15%, solvent content consisting of toluene/IPA (isopropyl alcohol) = 9/1 (mass ratio): 85%) manufactured by Shinran Technology Co., Ltd.) filled in a container. Next, the mixture was stirred at 2500 rpm (circumferential speed 5.2 m/S) using a disper blade mixer with an outer diameter of 40 mm. Stirring was continued until the silica powder was completely and uniformly dispersed throughout the resin composition. Whether or not the silica powder was completely and uniformly dispersed throughout the resin composition was confirmed visually. The time from the start of stirring to the end of stirring was then measured. As a result, it was confirmed that the time until the silica powder was completely and uniformly dispersed throughout the resin composition was 4 minutes for the silica powder of Example 6, 5.3 minutes for the silica powder of Example 10, and 8 minutes for the silica powder of Comparative Example 14.
Claims (10)
下式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であり、
濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.6以下であり、かつ、
Heピクノメーターにより測定した粒子密度が2.18g/cm3以上であることを特徴とするシリカ。
・式(1) R=LD50/CD50
〔前記式(1)中、LD50は、レーザー回折散乱法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表し、CD50は、コールターカウンター法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表す。〕 It has an aggregated structure in which primary particles are aggregated,
The particle size ratio R shown in the following formula (1) is 4.3 to 5.2,
The absorbance of an aqueous dispersion of the compound having a concentration of 1.48% by mass for light having a wavelength of 700 nm is 0.6 or less, and
Silica characterized in that the particle density measured by a He pycnometer is 2.18 g/ cm3 or more.
・Formula (1) R= L D50/ C D50
[In the formula (1), L D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a laser diffraction scattering method, and C D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a Coulter counter method.]
前記艶消し剤が、一次粒子が凝集した構造を有し、下式(1)に示す粒径比Rが4.3~5.2であり、濃度1.48質量%の水分散液の波長700nmの光に対する吸光度が0.6以下であり、かつ、Heピクノメーターにより測定した粒子密度が2.18g/cm3以上であるシリカを含むことを特徴とする塗料。
・式(1) R=LD50/CD50
〔前記式(1)中、LD50は、レーザー回折散乱法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表し、CD50は、コールターカウンター法に基づき測定された前記シリカの体積基準累積50%粒子径(μm)を表す。〕 Contains at least a matting agent and a resin,
The matting agent contains silica having a structure in which primary particles are aggregated, a particle size ratio R represented by the following formula (1) being 4.3 to 5.2, an absorbance of a 1.48% by mass aqueous dispersion of silica for light having a wavelength of 700 nm being 0.6 or less, and a particle density measured by a He pycnometer being 2.18 g/cm3 or more .
・Formula (1) R= L D50/ C D50
[In the formula (1), L D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a laser diffraction scattering method, and C D50 represents the volume-based cumulative 50% particle diameter (μm) of the silica measured based on a Coulter counter method.]
前記湿潤混合物を、前記塩基性物質の沸点以上の温度で加熱して乾燥させる乾燥工程と、を少なくとも経て、シリカを製造することを特徴とするシリカの製造方法。 a basic aqueous solution adding step of preparing a wet mixture by adding 4 to 13 parts by mass of a basic aqueous solution containing a basic substance at a concentration of 5N or more to 100 parts by mass of fumed silica having an absorbance of 0.14 or less at a wavelength of 700 nm in an aqueous dispersion having a concentration of 1.48% by mass and a bulk density of 40 g/L to 110 g/L;
and a drying step of heating and drying the wet mixture at a temperature equal to or higher than the boiling point of the basic substance to produce silica.
前記粉砕工程において、粉砕処理終了後のシリカのコールターカウンター法に基づき測定された体積基準累積50%粒子径CD50が3.5μm以下となるまで粉砕処理を実施することを特徴とする請求項8または9に記載のシリカの製造方法。 The method further comprises a grinding step of grinding the silica obtained through the drying step using a grinding device selected from the group consisting of a jet mill and a pin mill,
10. The method for producing silica according to claim 8 or 9, characterized in that in the pulverization step, the pulverization is carried out until the volume-based cumulative 50% particle diameter C D50 of the silica after the pulverization treatment, as measured by a Coulter Counter method, becomes 3.5 μm or less.
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004099435A (en) | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Degussa Ag | Effective matting agent basically consisting of precipitated silicic acid |
| JP2005126281A (en) | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Tosoh Silica Corp | Amorphous silica |
| JP2015113276A (en) | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 旭硝子株式会社 | Spherical silica and method for producing the same |
| JP2017020041A (en) | 2016-08-26 | 2017-01-26 | 株式会社トクヤマ | Aerogel and matting agent comprising said airgel |
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Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0127220D0 (en) * | 2001-11-13 | 2002-01-02 | Ineos Silicas Ltd | Silica matting agents |
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| DE102009045104A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-03-31 | Evonik Degussa Gmbh | Novel matting agents for UV coatings |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004099435A (en) | 2002-09-06 | 2004-04-02 | Degussa Ag | Effective matting agent basically consisting of precipitated silicic acid |
| JP2005126281A (en) | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Tosoh Silica Corp | Amorphous silica |
| JP2015113276A (en) | 2013-12-16 | 2015-06-22 | 旭硝子株式会社 | Spherical silica and method for producing the same |
| JP2017025275A (en) | 2014-12-26 | 2017-02-02 | 日東電工株式会社 | Silicone porous body and method for producing the same |
| WO2017026388A1 (en) | 2015-08-11 | 2017-02-16 | 株式会社エスエヌジー | Transparent porous sustained-release body, method for manufacturing same, sustained-release body kit, sustained-release device, and sustained-release method |
| JP2017020041A (en) | 2016-08-26 | 2017-01-26 | 株式会社トクヤマ | Aerogel and matting agent comprising said airgel |
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